2005 AMC 12B 第 17 题

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17.

有多少个有理数四元组 (a,b,c,d)(a, b, c, d) 满足 alog102+blog103+clog105+dlog107=2005 \begin{aligned} &a\log_{10} 2 + b\log_{10} 3 \\ &\quad {}+ c\log_{10} 5 + d\log_{10} 7 = 2005 \end{aligned}\text{?}

How many distinct four-tuples (a,b,c,d)(a, b, c, d) of rational numbers are there with alog102+blog103+clog105+dlog107=2005? \begin{aligned} &a\log_{10} 2 + b\log_{10} 3 \\ &\quad {}+ c\log_{10} 5 + d\log_{10} 7 = 2005? \end{aligned}

00

11

1717

20042004

无限多个

infinitely many

答案:B
知识点:对数质因数分解
难度评级:1800
小提示:

把左边改写为 log10(2a3b5c7d)\log_{10}\left(2^a 3^b 5^c 7^d\right)

Rewrite the left side as log10(2a3b5c7d)\log_{10}\left(2^a 3^b 5^c 7^d\right)

大提示:

于是 2a3b5c7d=102005=22005520052^a 3^b 5^c 7^d = 10^{2005} = 2^{2005}5^{2005};用唯一分解匹配指数。

Then 2a3b5c7d=102005=22005520052^a 3^b 5^c 7^d = 10^{2005} = 2^{2005}5^{2005}; match exponents via unique factorization

解答:

原方程等价于 log10(2a3b5c7d)=2005\log_{10}\left(2^a 3^b 5^c 7^d\right) = 2005,所以 2a3b5c7d=102005=2200552005 2^a 3^b 5^c 7^d = 10^{2005} = 2^{2005} \cdot 5^{2005}\text{。}

a,b,c,da, b, c, d 的分母乘以同一个整数消去,再用质因数分解的唯一性比较指数,可得 a=2005a = 2005b=0b = 0c=2005c = 2005d=0d = 0

所以恰有 11 个这样的四元组。

所以正确答案是 B

The equation is equivalent to log10(2a3b5c7d)=2005,\log_{10}\left(2^a 3^b 5^c 7^d\right) = 2005, so 2a3b5c7d=102005=2200552005. 2^a 3^b 5^c 7^d = 10^{2005} = 2^{2005} \cdot 5^{2005}.

Clearing the denominators of a,b,c,da, b, c, d with a common integer multiplier and using the uniqueness of prime factorization, the exponents must match: a=2005,a = 2005, b=0,b = 0, c=2005,c = 2005, and d=0.d = 0.

So there is exactly 11 such four-tuple.

Thus, the correct answer is B.

第 16 题#16
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