2022 AMC 10A 第 17 题

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17.

有多少个三位正整数 a b c\underline{a} \ \underline{b} \ \underline{c},其非零数字 aabbcc 满足 0.a b c=13(0.a+0.b+0.c)0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} = \dfrac{1}{3} (0.\overline{a} + 0.\overline{b} + 0.\overline{c})\text{?}(横线表示数字循环,因此 0.a b c0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} 表示无限循环小数 0.a b c a b c 0.\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\cdots

How many three-digit positive integers a b c\underline{a} \ \underline{b} \ \underline{c} are there whose nonzero digits a,a, b,b, and cc satisfy 0.a b c=13(0.a+0.b+0.c)?0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} = \dfrac{1}{3} (0.\overline{a} + 0.\overline{b} + 0.\overline{c})? (The bar indicates digit repetition, thus 0.a b c0.\overline{\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}} is the infinite repeating decimal 0.a b c a b c 0.\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\underline{a}~\underline{b}~\underline{c}~\cdots)

99

1010

1111

1313

1414

答案:D
知识点:循环小数数字丢番图方程
难度评级:1660
小提示:

把循环小数化成分数

Convert the repeating decimals into fractions

大提示:

把条件化为关于这三个数字的线性方程

Reduce the condition to a linear equation in the three digits

解答:

这些循环小数满足 0.abc=100a+10b+c999,0.a=a9,0.b=b9,0.c=c9 \begin{aligned} 0.\overline{\underline{a}\underline{b}\underline{c}}&=\frac{100a+10b+c}{999},\\ 0.\overline a&=\frac a9,\quad 0.\overline b=\frac b9,\\ 0.\overline c&=\frac c9 \end{aligned}\text{。}

代入后两边同乘 999999,得到 100a+10b+c=37(a+b+c)100a+10b+c=37(a+b+c)\text{,} 也就是 7a=3b+4c7a=3b+4c\text{。}

对每个 a{1,2,,9}a\in\{1,2,\ldots,9\},在这个线性方程中逐一检验非零数字 b,cb,c,得到 (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),(4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),(5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),(6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),(9,9,9) \begin{gathered} (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),\\ (4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),\\ (5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),\\ (6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),\\ (9,9,9) \end{gathered}\text{。} 因此这样的整数共有 1313 个。

所以正确答案是 D

The repeating decimals satisfy 0.abc=100a+10b+c999,0.a=a9,0.b=b9,0.c=c9. \begin{aligned} 0.\overline{\underline{a}\underline{b}\underline{c}}&=\frac{100a+10b+c}{999},\\ 0.\overline a&=\frac a9,\quad 0.\overline b=\frac b9,\\ 0.\overline c&=\frac c9. \end{aligned}

Substitution and multiplication by 999999 give 100a+10b+c=37(a+b+c),100a+10b+c=37(a+b+c), or 7a=3b+4c.7a=3b+4c.

For each a{1,2,,9},a\in\{1,2,\ldots,9\}, checking the nonzero digits b,cb,c in this linear equation gives (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),(4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),(5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),(6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),(9,9,9). \begin{gathered} (1,1,1),(2,2,2),(3,3,3),\\ (4,4,4),(4,8,1),(5,1,8),\\ (5,5,5),(5,9,2),(6,2,9),\\ (6,6,6),(7,7,7),(8,8,8),\\ (9,9,9). \end{gathered} Thus there are 1313 integers.

Thus, D is the correct solution.

第 16 题#16
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