2009 AMC 12A 第 15 题

先试着解答 2009 AMC 12A 第 15 题,然后核对你的答案与精心整理的解答,解答来自 LIVE by Po-Shen Loh。你也可以参加完整限时模拟考试、查看全部 2009 AMC 12A 解答,或核对答案。

所有题目均经美国数学协会(MAA)官方合法授权使用。

15.

当 nn 取什么值时,i+2i2+3i3+⋯+nin=48+49i? \begin{aligned} &i + 2i^2 + 3i^3 + \cdots + ni^n \\ &= 48 + 49i \end{aligned}\text{?}注:这里 i=−1i = \sqrt{-1}。
For what value of nn is i+2i2+3i3+⋯+nin=48+49i? \begin{aligned} &i + 2i^2 + 3i^3 + \cdots + ni^n \\ &= 48 + 49i? \end{aligned} Note: here i=−1.i = \sqrt{-1}.
2424
4848
4949
9797
9898
答案:D
知识点:复数配对与分组
小提示:
把项按连续四个 ii 的幂为一组来分组。
Group the terms in blocks of four consecutive powers of ii
大提示:
当 kk 是 44 的倍数时,每一组 (k+1)ik+1+⋯+(k+4)ik+4(k + 1)i^{k+1} + \cdots + (k + 4)i^{k+4} 等于 2−2i2 - 2i。
Each block (k+1)ik+1+⋯+(k+4)ik+4(k + 1)i^{k+1} + \cdots + (k + 4)i^{k+4} with kk a multiple of 44 equals 2−2i2 - 2i
解答:
对于 44 的倍数 kk (k+1)ik+1+(k+2)ik+2+(k+3)ik+3+(k+4)ik+4=(k+1)i−(k+2)−(k+3)i+(k+4)=2−2i。 \begin{aligned} &(k + 1)i^{k+1} + (k + 2)i^{k+2} \\ &\quad {}+ (k + 3)i^{k+3} + (k + 4)i^{k+4} \\ &= (k + 1)i - (k + 2) \\ &\quad {}- (k + 3)i + (k + 4) \\ &= 2 - 2i \end{aligned}\text{。}
前 9696 项,也就是 2424 组,和为 24(2−2i)=48−48i24(2 - 2i) = 48 - 48i。
再加下一项 97i97=97i97i^{97} = 97i 得到 48−48i+97i=48+49i48 - 48i + 97i = 48 + 49i。所以 n=97n = 97。
因此,正确答案是 D。
For kk a multiple of 4,4, (k+1)ik+1+(k+2)ik+2+(k+3)ik+3+(k+4)ik+4=(k+1)i−(k+2)−(k+3)i+(k+4)=2−2i. \begin{aligned} &(k + 1)i^{k+1} + (k + 2)i^{k+2} \\ &\quad {}+ (k + 3)i^{k+3} + (k + 4)i^{k+4} \\ &= (k + 1)i - (k + 2) \\ &\quad {}- (k + 3)i + (k + 4) \\ &= 2 - 2i. \end{aligned}
Summing the first 9696 terms (that is 2424 blocks) gives 24(2−2i)=48−48i.24(2 - 2i) = 48 - 48i.
Adding the next term 97i97=97i97i^{97} = 97i yields 48−48i+97i=48+49i.48 - 48i + 97i = 48 + 49i. So n=97.n = 97.
Thus, the correct answer is D.
LIVE by Po-Shen Loh
LIVE项目

LIVE直播课程

Self-Paced录播课程

启明星Star计划

奖学金项目

关于我们

罗博深是谁?

邮件联系

订阅英文简报

加入我们

申请明星导师

For a more Thought Full world.

© 2026 Expii, Inc.