Soluciones del 2023 AMC 10A

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Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

1.

Las ciudades AA y BB están a 4545 millas de distancia. Alicia vive en AA y Beth vive en B.B. Alicia pedalea hacia BB a 1818 millas por hora. Beth sale al mismo tiempo y pedalea hacia AA a 1212 millas por hora. ¿A cuántas millas de la ciudad AA estarán cuando se encuentren?

Cities AA and BB are 4545 miles apart. Alicia lives in AA and Beth lives in B.B. Alicia bikes towards BB at 1818 miles per hour. Leaving at the same time, Beth bikes toward AA at 1212 miles per hour. How many miles from City AA will they be when they meet?

2020

2424

2525

2626

2727

Conceptos:velocidad relativadistancia, velocidad y tiempo
Nivel de dificultad: 890
Pista pequeña:

Van una hacia la otra, así que sus velocidades se suman; halla el tiempo hasta que se encuentran

They ride toward each other, so their speeds add; find the time until they meet

Pista grande:

El tiempo de encuentro es 4518+12\frac{45}{18 + 12} horas; multiplica la velocidad de Alice por ese tiempo.

The meeting time is 4518+12\frac{45}{18 + 12} hours; multiply Alice’s speed by that time

Solución:

Van una hacia la otra, así que sus velocidades se suman. Eso reduce la separación de 4545 millas a 18+12=3018 + 12 = 30 mph, y se encuentran tras 4530=1.5\frac{45}{30} = 1.5 horas. Alice parte de A,A, así que para entonces ha recorrido 181.5=2718 \cdot 1.5 = 27 millas. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

They ride toward each other, so their speeds add. That closes the 4545-mile gap at 18+12=3018 + 12 = 30 mph, and they meet after 4530=1.5\frac{45}{30} = 1.5 hours. Alice starts at A,A, so by then she’s gone 181.5=2718 \cdot 1.5 = 27 miles. Thus, E is the correct answer.

2.

El peso de 13\frac{1}{3} de una pizza grande junto con 3123\frac{1}{2} tazas de rodajas de naranja es igual al peso de 34\frac{3}{4} de una pizza grande junto con 12\frac{1}{2} taza de rodajas de naranja. Una taza de rodajas de naranja pesa 14\frac{1}{4} de libra. ¿Cuál es el peso, en libras, de una pizza grande?

The weight of 13\frac{1}{3} of a large pizza together with 3123\frac{1}{2} cups of orange slices is the same as the weight of 34\frac{3}{4} of a large pizza together with 12\frac{1}{2} cup of orange slices. A cup of orange slices weighs 14\frac{1}{4} of a pound. What is the weight, in pounds, of a large pizza?

1451\frac{4}{5}

22

2252\frac{2}{5}

33

3353\frac{3}{5}

Nivel de dificultad: 1080
Pista pequeña:

Sea pp el peso de la pizza y convierte las tazas de rodajas de naranja a libras usando 14\frac14 de libra por taza

Let pp be the pizza’s weight and convert cups of orange slices to pounds using 14\frac14 pound per cup

Pista grande:

Plantea 13p+7214=34p+1214\frac13 p + \frac72 \cdot \frac14 = \frac34 p + \frac12 \cdot \frac14 y despeja pp.

Set 13p+7214=34p+1214\frac13 p + \frac72 \cdot \frac14 = \frac34 p + \frac12 \cdot \frac14 and solve for pp

Solución:

Sea pp el peso de la pizza. Una taza de rodajas de naranja pesa 14\frac14 de libra, así que los dos lados se equilibran como 13p+7214=34p+1214,\frac13 p + \frac72 \cdot \frac14 = \frac34 p + \frac12 \cdot \frac14, es decir 13p+78=34p+18.\frac13 p + \frac78 = \frac34 p + \frac18. Agrupa los términos de la pizza: 68=(3413)p=512p.\frac68 = \left(\frac34 - \frac13\right)p = \frac{5}{12}p. Entonces p=34125=95=145.p = \frac34 \cdot \frac{12}{5} = \frac95 = 1\frac45. Por lo tanto, la respuesta es A.

Let pp be the pizza’s weight. A cup of orange slices is 14\frac14 pound, so the two sides balance as 13p+7214=34p+1214,\frac13 p + \frac72 \cdot \frac14 = \frac34 p + \frac12 \cdot \frac14, that is 13p+78=34p+18.\frac13 p + \frac78 = \frac34 p + \frac18. Collect the pizza terms: 68=(3413)p=512p.\frac68 = \left(\frac34 - \frac13\right)p = \frac{5}{12}p. So p=34125=95=145.p = \frac34 \cdot \frac{12}{5} = \frac95 = 1\frac45. Therefore, the answer is A.

3.

¿Cuántos cuadrados perfectos positivos menores que 20232023 son divisibles entre 55?

How many positive perfect squares less than 20232023 are divisible by 5?5?

88

99

1010

1111

1212

Nivel de dificultad: 1050
Pista pequeña:

Un cuadrado perfecto divisible entre 55 debe ser divisible entre 2525

A perfect square divisible by 55 must be divisible by 2525

Pista grande:

Escribe el cuadrado como (5k)2=25k2<2023(5k)^2 = 25k^2 \lt 2023 y cuenta los kk válidos.

Write the square as (5k)2=25k2<2023(5k)^2 = 25k^2 \lt 2023 and count the valid kk

Solución:

Si un cuadrado perfecto es divisible entre 5,5, es divisible entre 25,25, así que tiene la forma (5k)2=25k2.(5k)^2 = 25k^2. Necesitamos 25k2<2023,25k^2 \lt 2023, es decir k2<80.9.k^2 \lt 80.9. Eso permite k=1,2,,8,k = 1, 2, \ldots, 8, lo que da 88 cuadrados. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

If a perfect square is divisible by 5,5, it’s divisible by 25,25, so it looks like (5k)2=25k2.(5k)^2 = 25k^2. We need 25k2<2023,25k^2 \lt 2023, i.e. k2<80.9.k^2 \lt 80.9. That allows k=1,2,,8,k = 1, 2, \ldots, 8, which is 88 squares. Thus, A is the correct answer.

4.

Un cuadrilátero tiene todos los lados de longitud entera, un perímetro de 26,26, y un lado de longitud 4.4. ¿Cuál es la mayor longitud posible de un lado de este cuadrilátero?

A quadrilateral has all integer side lengths, a perimeter of 26,26, and one side of length 4.4. What is the greatest possible length of one side of this quadrilateral?

99

1010

1111

1212

1313

Nivel de dificultad: 1130
Pista pequeña:

En cualquier cuadrilátero, cada lado es menor que la suma de los otros tres

In any quadrilateral, each side is less than the sum of the other three

Pista grande:

Si el lado más largo es s,s, los otros tres suman 26s,26 - s, así que s<26ss \lt 26 - s.

If the longest side is s,s, the other three sum to 26s,26 - s, so s<26ss \lt 26 - s

Solución:

En cualquier cuadrilátero cada lado es más corto que la suma de los otros tres. Sea el lado más largo s.s. Los demás suman 26s,26 - s, así que s<26s,s \lt 26 - s, lo que da s<13s \lt 13 y por tanto s12.s \le 12. ¿Podemos alcanzar 1212? Los lados 4,12,9,14, 12, 9, 1 funcionan, ya que 12<4+9+1.12 \lt 4 + 9 + 1. Así que la mayor longitud es 12.12. Por lo tanto, la respuesta es D.

In any quadrilateral each side is shorter than the sum of the other three. Call the longest side s.s. The rest sum to 26s,26 - s, so s<26s,s \lt 26 - s, which gives s<13s \lt 13 and hence s12.s \le 12. Can we hit 12?12? The sides 4,12,9,14, 12, 9, 1 work, since 12<4+9+1.12 \lt 4 + 9 + 1. So the greatest length is 12.12. Therefore, the answer is D.

5.

¿Cuántos dígitos tiene la representación en base diez de 855101558^5 \cdot 5^{10} \cdot 15^5?

How many digits are in the base-ten representation of 85510155?8^5 \cdot 5^{10} \cdot 15^5?

1414

1515

1616

1717

1818

Nivel de dificultad: 1200
Pista pequeña:

Factoriza cada base en primos: 8=238 = 2^3 y 15=3515 = 3 \cdot 5.

Factor each base into primes: 8=238 = 2^3 and 15=3515 = 3 \cdot 5

Pista grande:

Combínalos en 101535,10^{15} \cdot 3^5, que es 353^5 seguido de 1515 ceros.

Combine into 101535,10^{15} \cdot 3^5, which is 353^5 followed by 1515 zeros

Solución:

Factoriza todo en primos: 855101558^5 \cdot 5^{10} \cdot 15^5 =2155103555= 2^{15} \cdot 5^{10} \cdot 3^5 \cdot 5^5 =21551535= 2^{15} \cdot 5^{15} \cdot 3^5 =1015243.= 10^{15} \cdot 243. Eso es 243243 seguido de 1515 ceros, así que tiene 3+15=183 + 15 = 18 dígitos. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

Factor everything into primes. 855101558^5 \cdot 5^{10} \cdot 15^5 =2155103555= 2^{15} \cdot 5^{10} \cdot 3^5 \cdot 5^5 =21551535= 2^{15} \cdot 5^{15} \cdot 3^5 =1015243.= 10^{15} \cdot 243. That’s 243243 followed by 1515 zeros, so it has 3+15=183 + 15 = 18 digits. Thus, E is the correct answer.

6.

A cada vértice de un cubo se le asigna un entero. El valor de una arista se define como la suma de los valores de los dos vértices que toca, y el valor de una cara se define como la suma de los valores de las cuatro aristas que la rodean. El valor del cubo se define como la suma de los valores de sus seis caras. Supón que la suma de los enteros asignados a los vértices es 21.21. ¿Cuál es el valor del cubo?

An integer is assigned to each vertex of a cube. The value of an edge is defined to be the sum of the values of the two vertices it touches, and the value of a face is defined to be the sum of the values of the four edges surrounding it. The value of the cube is defined as the sum of the values of its six faces. Suppose the sum of the integers assigned to the vertices is 21.21. What is the value of the cube?

4242

6363

8484

126126

252252

Nivel de dificultad: 1270
Pista pequeña:

Cada arista pertenece a 22 caras, así que el valor total de las caras es 22 veces el valor total de las aristas

Each edge belongs to 22 faces, so the total face value is 22 times the total edge value

Pista grande:

Cada vértice pertenece a 33 aristas, así que el valor total de las aristas es 33 veces el total de los vértices

Each vertex belongs to 33 edges, so the total edge value is 33 times the vertex total

Solución:

Cuenta por incidencias. Cada arista está en 22 caras, así que los seis valores de las caras juntos son 22 veces el total de todos los valores de las aristas. Cada vértice está en 33 aristas, así que el valor total de las aristas es 33 veces la suma de los vértices. Encadenando esto, el valor del cubo es 2321=126.2 \cdot 3 \cdot 21 = 126. Por lo tanto, la respuesta es D.

Count by incidences. Each edge lies on 22 faces, so the six face values together are 22 times the total of all edge values. Each vertex lies on 33 edges, so the total edge value is 33 times the vertex sum. Chaining these, the cube’s value is 2321=126.2 \cdot 3 \cdot 21 = 126. Therefore, the answer is D.

7.

Janet lanza un dado estándar de 66 caras 44 veces y mantiene un total acumulado de los números que saca. ¿Cuál es la probabilidad de que en algún momento su total acumulado sea igual a 33?

Janet rolls a standard 66-sided die 44 times and keeps a running total of the numbers she rolls. What is the probability that at some point her running total will equal 3?3?

29\dfrac{2}{9}

49216\dfrac{49}{216}

25108\dfrac{25}{108}

1772\dfrac{17}{72}

1354\dfrac{13}{54}

Nivel de dificultad: 1340
Pista pequeña:

El total acumulado llega a 33 solo en los primeros lanzamientos; enumera las formas disjuntas de alcanzar exactamente 33

The running total reaches 33 only through the first few rolls; list the disjoint ways to hit exactly 33

Pista grande:

Los casos son: primer lanzamiento 3;3; lanzamientos 1,2;1,2; lanzamientos 2,1;2,1; lanzamientos 1,1,1;1,1,1; suma sus probabilidades

The cases are first roll 3;3; rolls 1,2;1,2; rolls 2,1;2,1; rolls 1,1,1;1,1,1; add their probabilities

Solución:

El total solo puede llegar exactamente a 33 mediante los primeros lanzamientos, y estas formas son disjuntas: 33 solo (probabilidad 16\frac16), luego 1,21,2 y 2,12,1 (cada una 136\frac1{36}), y 1,1,11,1,1 (probabilidad 1216\frac1{216}). Súmalas: 36216+6216+6216+1216=49216.\frac{36}{216} + \frac{6}{216} + \frac{6}{216} + \frac{1}{216} = \frac{49}{216}. Por lo tanto, la respuesta correcta es B.

The total can only reach exactly 33 through the opening rolls, and these ways are disjoint: 33 alone (probability 16\frac16), then 1,21,2 and 2,12,1 (each 136\frac1{36}), and 1,1,11,1,1 (probability 1216\frac1{216}). Add them up: 36216+6216+6216+1216=49216.\frac{36}{216} + \frac{6}{216} + \frac{6}{216} + \frac{1}{216} = \frac{49}{216}. Thus, B is the correct answer.

8.

Barb la panadera crea un nuevo sistema de temperatura para hornear pan, el Breadus, que es lineal respecto a la escala Fahrenheit. El pan leva a 110 F,110\text{ F}^{\circ}, lo que equivale a 00 en la escala Breadus. El pan se hornea a 350 F,350\text{ F}^{\circ}, lo que equivale a 100100 en la escala Breadus. El pan está listo cuando su temperatura interna es de 200 F.200\text{ F}^{\circ}. ¿Cuánto es esta temperatura en la escala Breadus?

Barb the baker creates a new temperature system for baking bread, Breadus, which is linearly based on Fahrenheit. Bread rises at 110 F,110\text{ F}^{\circ}, which is 00 on the Breadus scale. Bread bakes at 350 F,350\text{ F}^{\circ}, which is 100100 on the Breadus scale. Bread is done when its internal temperature is 200 F.200\text{ F}^{\circ}. What is this temperature on the Breadus scale?

3333

34.534.5

3636

37.537.5

3939

Nivel de dificultad: 1130
Pista pequeña:

La lectura Breadus es lineal en Fahrenheit y pasa por (110,0)(110, 0) y (350,100)(350, 100).

The Breadus reading is linear in Fahrenheit through (110,0)(110, 0) and (350,100)(350, 100)

Pista grande:

La pendiente es 100350110;\frac{100}{350 - 110}; aplícala a los 200110200 - 110 grados por encima del punto 00.

The slope is 100350110;\frac{100}{350 - 110}; apply it to the 200110200 - 110 degrees above the 00 point

Solución:

La lectura Breadus es lineal en Fahrenheit y pasa por (110,0)(110, 0) y (350,100),(350, 100), así que B=100350110(F110)B = \frac{100}{350 - 110}(F - 110) =512(F110).= \frac{5}{12}(F - 110). Sustituye F=200:F = 200: B=51290=37.5.B = \frac{5}{12} \cdot 90 = 37.5. Por lo tanto, la respuesta es D.

The Breadus reading is linear in Fahrenheit through (110,0)(110, 0) and (350,100),(350, 100), so B=100350110(F110)B = \frac{100}{350 - 110}(F - 110) =512(F110).= \frac{5}{12}(F - 110). Plug in F=200:F = 200: B=51290=37.5.B = \frac{5}{12} \cdot 90 = 37.5. Therefore, the answer is D.

9.

Una pantalla digital muestra la fecha actual como un entero de 88 dígitos, formado por un año de 44 dígitos, seguido de un mes de 22 dígitos y luego un día de 22 dígitos dentro del mes. Por ejemplo, el Día del Árbol de este año se muestra como 20230428.20230428. ¿En cuántas fechas de 20232023 aparecerá cada dígito un número par de veces en la pantalla de 88 dígitos?

A digital display shows the current date as an 88-digit integer consisting of a 44-digit year, followed by a 22-digit month, followed by a 22-digit date within the month. For example, Arbor Day this year is displayed as 20230428.20230428. For how many dates in 20232023 will each digit appear an even number of times in the 88-digit display for that date?

55

66

77

88

99

Nivel de dificultad: 1410
Pista pequeña:

El año 20232023 aporta dos 22 (par), un 0,0, y un 33.

The year 20232023 contributes two 22s (even), one 0,0, and one 33

Pista grande:

Los cuatro dígitos del mes y el día deben aportar un 00 más y otro 3,3, con los dos dígitos restantes iguales entre sí

The four month-and-day digits must supply one more 00 and one more 3,3, with the remaining two digits equal to each other

Solución:

El año 20232023 ya da dos 22 (par), un 00, y un 33. Así que, para que cada dígito aparezca un número par de veces, los cuatro dígitos de MMMM y DDDD deben aportar un 00 más, un 33 más, y dos dígitos iguales, manteniendo par la cantidad de 22. Al revisar las fechas válidas se obtiene 01/1301/13, 01/3101/31, 02/2302/23, 03/1103/11, 03/2203/22, 10/1310/13, 10/3110/31, 11/0311/03, y 11/3011/30, exactamente 99 fechas. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

The year 20232023 already gives two 22s (even), one 00, and one 33. So to make every digit occur an even number of times, the four digits of MMMM and DDDD must supply one more 00, one more 33, and two equal digits, while keeping the number of 22s even. Checking the legal dates gives 01/13,01/13, 01/31,01/31, 02/23,02/23, 03/11,03/11, 03/22,03/22, 10/13,10/13, 10/31,10/31, 11/03,11/03, and 11/30,11/30, exactly 99 dates. Thus, E is the correct answer.

10.

Maureen lleva la cuenta del promedio de las calificaciones de sus pruebas de este semestre. Si Maureen saca un 1111 en su próxima prueba, su promedio subirá en 1.1. Si saca un 1111 en cada una de las tres pruebas siguientes, su promedio aumentará en 2.2. ¿Cuál es su promedio actual de las pruebas?

Maureen is keeping track of the mean of her quiz scores this semester. If Maureen scores an 1111 on the next quiz, her mean will increase by 1.1. If she scores an 1111 on each of the next three quizzes, her mean will increase by 2.2. What is the mean of her quiz scores currently?

44

55

66

77

88

Nivel de dificultad: 1270
Pista pequeña:

Sea mm el promedio actual sobre nn pruebas, así que el total actual es mnmn

Let the current mean be mm over nn tests, so the current total is mnmn

Pista grande:

Sumar un 1111 da promedio m+1m + 1 y sumar tres 1111 da promedio m+2;m + 2; plantea dos ecuaciones.

Adding one 1111 gives mean m+1m + 1 and adding three 1111s gives mean m+2;m + 2; form two equations

Solución:

Sea mm el promedio actual sobre nn pruebas. Un 1111 más lleva el promedio a m+1:m + 1: mn+11n+1=m+1,\frac{mn + 11}{n + 1} = m + 1, que se ordena en m+n=10.m + n = 10. Tres 1111 más lo llevan a m+2:m + 2: mn+33n+3=m+2,\frac{mn + 33}{n + 3} = m + 2, es decir 3m+2n=27.3m + 2n = 27. Resuelve el par y m=7.m = 7. Por lo tanto, la respuesta es D.

Let mm be the current mean over nn quizzes. One more 1111 makes the mean m+1:m + 1: mn+11n+1=m+1,\frac{mn + 11}{n + 1} = m + 1, which tidies up to m+n=10.m + n = 10. Three more 1111s make it m+2:m + 2: mn+33n+3=m+2,\frac{mn + 33}{n + 3} = m + 2, i.e. 3m+2n=27.3m + 2n = 27. Solve the pair and m=7.m = 7. Therefore, the answer is D.

11.

Un cuadrado de área 22 está inscrito en un cuadrado de área 3,3, lo que crea cuatro triángulos congruentes, como se muestra abajo. ¿Cuál es la razón entre el cateto menor y el cateto mayor en el triángulo rectángulo sombreado?

A square of area 22 is inscribed in a square of area 3,3, creating four congruent triangles, as shown below. What is the ratio of the shorter leg to the longer leg in the shaded right triangle?

15\dfrac{1}{5}

14\dfrac{1}{4}

232 - \sqrt{3}

32\sqrt{3} - \sqrt{2}

21\sqrt{2} - 1

Nivel de dificultad: 1500
Pista pequeña:

Cada triángulo de esquina tiene catetos a,ba,b con a+b=3a+b=\sqrt3 (un lado del cuadrado grande) y a2+b2=2a^2+b^2=2 (un lado del cuadrado pequeño)

Each corner triangle has legs a,ba,b with a+b=3a+b=\sqrt3 (a side of the big square) and a2+b2=2a^2+b^2=2 (a side of the small square)

Pista grande:

(a+b)2(a2+b2)(a+b)^2-(a^2+b^2) da 2ab;2ab; entonces aa y bb son las raíces de t23t+12=0t^2-\sqrt3\,t+\tfrac12=0

(a+b)2(a2+b2)(a+b)^2-(a^2+b^2) gives 2ab;2ab; then aa and bb are the roots of t23t+12=0t^2-\sqrt3\,t+\tfrac12=0

Solución:

Cada triángulo rectángulo de esquina tiene catetos aa y b.b. Un lado del cuadrado exterior da a+b=3,a+b=\sqrt3, y un lado del cuadrado inscrito da a2+b2=2.a^2+b^2=2. Resta para hallar el producto: 2ab=(a+b)2(a2+b2)2ab=(a+b)^2-(a^2+b^2) =32=3-2 =1,=1, así que ab=12.ab=\tfrac12. Entonces aa y bb son las raíces de t23t+12=0,t^2-\sqrt3\,t+\tfrac12=0, es decir 3±12.\tfrac{\sqrt3\pm1}{2}. La razón entre el cateto menor y el mayor es 313+1\dfrac{\sqrt3-1}{\sqrt3+1} =(31)22=\dfrac{(\sqrt3-1)^2}{2} =23.=2-\sqrt3. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Each corner right triangle has legs aa and b.b. A side of the outer square gives a+b=3,a+b=\sqrt3, and a side of the inscribed square gives a2+b2=2.a^2+b^2=2. Subtract to find the product: 2ab=(a+b)2(a2+b2)2ab=(a+b)^2-(a^2+b^2) =32=3-2 =1,=1, so ab=12.ab=\tfrac12. Then aa and bb are the roots of t23t+12=0,t^2-\sqrt3\,t+\tfrac12=0, namely 3±12.\tfrac{\sqrt3\pm1}{2}. The ratio of the smaller leg to the larger is 313+1\dfrac{\sqrt3-1}{\sqrt3+1} =(31)22=\dfrac{(\sqrt3-1)^2}{2} =23.=2-\sqrt3. Thus, C is the correct answer.

12.

¿Cuántos enteros positivos de tres dígitos NN cumplen las dos propiedades siguientes?

• El número NN es divisible entre 7.7.

• El número formado al invertir los dígitos de NN es divisible entre 5.5.

How many three-digit positive integers NN satisfy the following properties?

• The number NN is divisible by 7.7.

• The number formed by reversing the digits of NN is divisible by 5.5.

1313

1414

1515

1616

1717

Nivel de dificultad: 1440
Pista pequeña:

El número invertido termina en el primer dígito de N,N, y para ser divisible entre 55 ese dígito debe ser 00 o 55.

The reversed number ends in the first digit of N,N, and for divisibility by 55 that digit must be 00 or 55

Pista grande:

Como NN tiene tres dígitos, empieza con 5;5; cuenta los múltiplos de 77 desde 500500 hasta 599599.

Since NN is three digits it starts with 5;5; count the multiples of 77 from 500500 to 599599

Solución:

Al invertir N,N, su último dígito es el primer dígito de N.N. Para que el número invertido sea divisible entre 5,5, ese dígito es 00 o 5.5. Un número de tres dígitos no puede empezar con 0,0, así que NN empieza con 5,5, es decir 500N599500 \le N \le 599 (y el número invertido termina en 5,5, siempre válido). Ahora solo cuenta los múltiplos de 77 aquí: desde 772=5047 \cdot 72 = 504 hasta 785=595,7 \cdot 85 = 595, lo que da 1414 números. Por lo tanto, la respuesta es B.

When we reverse N,N, its last digit is the first digit of N.N. For the reversal to be divisible by 5,5, that digit is 00 or 5.5. A three-digit number can’t start with 0,0, so NN starts with 5,5, meaning 500N599500 \le N \le 599 (and the reversal ends in 5,5, always fine). Now just count multiples of 77 here: from 772=5047 \cdot 72 = 504 to 785=595,7 \cdot 85 = 595, that’s 1414 numbers. Therefore, the answer is B.

13.

Abdul y Chiang están de pie en un campo, separados 4848 pies. Bharat está de pie en el mismo campo lo más lejos posible de Abdul de modo que el ángulo formado por sus líneas de visión hacia Abdul y Chiang mida 60.60^\circ. ¿Cuál es el cuadrado de la distancia (en pies) entre Abdul y Bharat?

Abdul and Chiang are standing 4848 feet apart in a field. Bharat is standing in the same field as far from Abdul as possible so that the angle formed by his lines of sight to Abdul and Chiang measures 60.60^\circ. What is the square of the distance (in feet) between Abdul and Bharat?

17281728

26012601

30723072

46084608

69126912

Nivel de dificultad: 1590
Pista pequeña:

Los puntos que ven el segmento ACAC bajo un ángulo fijo de 6060^\circ están en un arco de circunferencia que pasa por AA y CC

Points that see segment ACAC at a fixed 6060^\circ lie on a circular arc through AA and CC

Pista grande:

El punto de este tipo más lejano de Abdul es un extremo de un diámetro; halla el diámetro de la circunferencia con la ley de los senos

The farthest such point from Abdul is a diameter endpoint; find the circle’s diameter with the law of sines

Solución:

Sea AA Abdul, CC Chiang con AC=48,AC = 48, y BB Bharat con B=60.\angle B = 60^\circ. Todo punto que ve ACAC bajo 6060^\circ está en un mismo arco de circunferencia, así que todos los BB válidos están en una circunferencia donde la cuerda ACAC subtiende 60.60^\circ. La ley de los senos da su diámetro, ACsin60=4832=323.\frac{AC}{\sin 60^\circ} = \frac{48}{\frac{\sqrt3}{2}} = 32\sqrt3. Ahora ABAB es una cuerda, y una cuerda es más larga cuando es un diámetro. Así que AB=323AB = 32\sqrt3 y AB2=10243=3072.AB^2 = 1024 \cdot 3 = 3072. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Let AA be Abdul, CC be Chiang with AC=48,AC = 48, and BB be Bharat with B=60.\angle B = 60^\circ. Every point seeing ACAC at 6060^\circ lies on one circular arc, so all valid BB sit on a circle where chord ACAC subtends 60.60^\circ. The law of sines gives its diameter, ACsin60=4832=323.\frac{AC}{\sin 60^\circ} = \frac{48}{\frac{\sqrt3}{2}} = 32\sqrt3. Now ABAB is a chord, and a chord is longest when it’s a diameter. So AB=323AB = 32\sqrt3 and AB2=10243=3072.AB^2 = 1024 \cdot 3 = 3072. Thus, C is the correct answer.

14.

Se elige un número al azar entre los primeros 100100 enteros positivos, y luego se elige al azar un divisor entero positivo de ese número. ¿Cuál es la probabilidad de que el divisor elegido sea divisible entre 1111?

A number is chosen at random from among the first 100100 positive integers, and a positive integer divisor of that number is then chosen at random. What is the probability that the chosen divisor is divisible by 11?11?

4100\dfrac{4}{100}

9200\dfrac{9}{200}

120\dfrac{1}{20}

11200\dfrac{11}{200}

350\dfrac{3}{50}

Nivel de dificultad: 1630
Pista pequeña:

Solo los múltiplos de 1111 hasta 100100 pueden tener un divisor divisible entre 1111

Only multiples of 1111 up to 100100 can have a divisor divisible by 1111

Pista grande:

Para n=11mn = 11m con m9,m \le 9, exactamente la mitad de los divisores de nn son múltiplos de 11,11, ya que mm no es múltiplo de 1111.

For n=11mn = 11m with m9,m \le 9, exactly half of nn’s divisors are multiples of 11,11, since mm is not a multiple of 1111

Solución:

Un número n100n \le 100 solo puede tener un divisor divisible entre 1111 cuando nn es divisible entre 11,11, así que n{11,22,,99}.n \in \{11, 22, \ldots, 99\}. Escribe n=11mn = 11m con m9.m \le 9. Aquí mm no es múltiplo de 11,11, así que d(11m)=2d(m),d(11m) = 2\,d(m), y los divisores que son múltiplos de 1111 son exactamente los d(m)d(m) números 11d.11d. Eso hace que la probabilidad sea d(m)2d(m)=12\frac{d(m)}{2\,d(m)} = \frac12 para cada uno de esos n.n. Promediando sobre los 100100 números iniciales, la probabilidad es 1100m=1912=9200.\frac{1}{100}\sum_{m=1}^{9}\frac12 = \frac{9}{200}. Por lo tanto, la respuesta es B.

A number n100n \le 100 can only have a divisor divisible by 1111 when nn is divisible by 11,11, so n{11,22,,99}.n \in \{11, 22, \ldots, 99\}. Write n=11mn = 11m with m9.m \le 9. Here mm is not a multiple of 11,11, so d(11m)=2d(m),d(11m) = 2\,d(m), and the divisors that are multiples of 1111 are exactly the d(m)d(m) numbers 11d.11d. That makes the chance d(m)2d(m)=12\frac{d(m)}{2\,d(m)} = \frac12 for each such n.n. Averaging over all 100100 starting numbers, the probability is 1100m=1912=9200.\frac{1}{100}\sum_{m=1}^{9}\frac12 = \frac{9}{200}. Therefore, the answer is B.

15.

Un número par de circunferencias están anidadas, comenzando con radio 11 y aumentando en 11 cada vez, y todas comparten un punto común. Se sombrea la región entre una circunferencia y la siguiente sí y otra no, empezando con la región dentro de la circunferencia de radio 22 pero fuera de la circunferencia de radio 1.1. Abajo se muestra un ejemplo con 88 circunferencias. ¿Cuál es el menor número de circunferencias necesario para que el área sombreada total sea al menos 2023π2023\pi?

An even number of circles are nested, starting with a radius of 11 and increasing by 11 each time, all sharing a common point. The region between every other circle is shaded, starting with the region inside the circle of radius 22 but outside the circle of radius 1.1. An example showing 88 circles is displayed below. What is the least number of circles needed to make the total shaded area at least 2023π?2023\pi?

4646

4848

5656

6060

6464

Nivel de dificultad: 1560
Pista pequeña:

La región sombreada entre las circunferencias de radio 2k2k y 2k12k-1 tiene área π((2k)2(2k1)2)\pi\big((2k)^2 - (2k-1)^2\big) =(4k1)π= (4k-1)\pi.

The shaded region between the circles of radius 2k2k and 2k12k-1 has area π((2k)2(2k1)2)\pi\big((2k)^2 - (2k-1)^2\big) =(4k1)π= (4k-1)\pi

Pista grande:

Con 2n2n circunferencias el área sombreada es πk=1n(4k1)=π(2n2+n);\pi\sum_{k=1}^{n}(4k-1) = \pi(2n^2 + n); resuelve 2n2+n20232n^2 + n \ge 2023.

With 2n2n circles the shaded area is πk=1n(4k1)=π(2n2+n);\pi\sum_{k=1}^{n}(4k-1) = \pi(2n^2 + n); solve 2n2+n20232n^2 + n \ge 2023

Solución:

Una circunferencia de radio rr tiene área πr2.\pi r^2. Así que el anillo sombreado entre radio 2k2k y 2k12k-1 tiene área π((2k)2(2k1)2)\pi\big((2k)^2 - (2k-1)^2\big) =(4k1)π.= (4k-1)\pi. Con 2n2n circunferencias el total sombreado es πk=1n(4k1)=π(2n2+n).\pi\sum_{k=1}^{n}(4k-1) = \pi(2n^2 + n). Queremos 2n2+n2023.2n^2 + n \ge 2023. En n=31n = 31 es 1953,1953, en n=32n = 32 es 2080.2080. Así que n=32,n = 32, lo que significa 2n=642n = 64 circunferencias. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

A circle of radius rr has area πr2.\pi r^2. So the shaded ring between radius 2k2k and 2k12k-1 has area π((2k)2(2k1)2)\pi\big((2k)^2 - (2k-1)^2\big) =(4k1)π.= (4k-1)\pi. With 2n2n circles the shaded total is πk=1n(4k1)=π(2n2+n).\pi\sum_{k=1}^{n}(4k-1) = \pi(2n^2 + n). We want 2n2+n2023.2n^2 + n \ge 2023. At n=31n = 31 it’s 1953,1953, at n=32n = 32 it’s 2080.2080. So n=32,n = 32, which means 2n=642n = 64 circles. Thus, E is the correct answer.

16.

En un torneo de tenis de mesa, cada participante jugó contra cada uno de los demás exactamente una vez. Aunque había el doble de jugadores diestros que de jugadores zurdos, el número de partidos ganados por los zurdos fue un 40%40\% mayor que el número de partidos ganados por los diestros. (No hubo empates ni jugadores ambidiestros.) ¿Cuál es el número total de partidos jugados?

In a table tennis tournament every participant played every other participant exactly once. Although there were twice as many right-handed players as left-handed players, the number of games won by left-handed players was 40%40\% more than the number of games won by right-handed players. (There were no ties and no ambidextrous players.) What is the total number of games played?

1515

3636

4545

4848

6666

Nivel de dificultad: 1730
Pista pequeña:

Con LL jugadores zurdos y 2L2L diestros, el número de partidos es (3L2)\binom{3L}{2}

With LL left-handed and 2L2L right-handed players, the number of games is (3L2)\binom{3L}{2}

Pista grande:

Cada partido tiene un ganador, y la razón de victorias zurdas a diestras es 1.4:1=7:5,1.4 : 1 = 7 : 5, así que el total es múltiplo de 1212.

Every game has one winner, and left wins to right wins is 1.4:1=7:5,1.4 : 1 = 7 : 5, so the total is a multiple of 1212

Solución:

Supongamos que hay LL zurdos y 2L2L diestros, así que 3L3L jugadores y (3L2)\binom{3L}{2} partidos. Cada partido tiene un ganador, y las victorias zurdas son 1.41.4 veces las diestras, así que las victorias se reparten 7:57 : 5 y el total debe ser múltiplo de 1212. Los zurdos pueden ganar a lo sumo todos los partidos en los que participa al menos un zurdo, es decir (L2)+2L2\binom{L}{2} + 2L^2. Por lo tanto 712(3L2)(L2)+2L2, \frac{7}{12}\binom{3L}{2} \leq \binom{L}{2} + 2L^2, lo que da L3L \leq 3. Para L=1L = 1 y L=2L = 2, el total no es divisible entre 1212. Para L=3L = 3, hay (92)=36\binom{9}{2} = 36 partidos. Esto es alcanzable si los zurdos ganan los 1818 partidos entre grupos y los 33 partidos entre ellos, mientras que los diestros ganan sus 1515 partidos internos. Los totales de victorias son 2121 y 1515, así que la respuesta es 3636. Por lo tanto, la respuesta es B.

Say there are LL left-handers and 2L2L right-handers, so 3L3L players and (3L2)\binom{3L}{2} games. Every game has one winner, and left wins are 1.41.4 times right wins, so the wins split 7:57 : 5 and the total must be a multiple of 1212. Left-handers can win at most all games involving at least one left-hander, namely (L2)+2L2\binom{L}{2} + 2L^2. Hence 712(3L2)(L2)+2L2, \frac{7}{12}\binom{3L}{2} \leq \binom{L}{2} + 2L^2, which gives L3L \leq 3. For L=1L = 1 and L=2L = 2, the total is not divisible by 1212. For L=3L = 3, there are (92)=36\binom{9}{2} = 36 games. This is attainable if the left-handers win all 1818 cross-group games and all 33 games among themselves, while the right-handers win their 1515 internal games. The win totals are 2121 and 1515, so the answer is 3636. Therefore, the answer is B.

17.

Sea ABCDABCD un rectángulo con AB=30AB = 30 y BC=28.BC = 28. Los puntos PP y QQ están en BCBC y CDCD respectivamente, de modo que todos los lados de ABP,\triangle ABP, PCQ,\triangle PCQ, y QDA\triangle QDA tienen longitudes enteras. ¿Cuál es el perímetro de APQ\triangle APQ?

Let ABCDABCD be a rectangle with AB=30AB = 30 and BC=28.BC = 28. Points PP and QQ lie on BCBC and CDCD respectively so that all sides of ABP,\triangle ABP, PCQ,\triangle PCQ, and QDA\triangle QDA have integer lengths. What is the perimeter of APQ?\triangle APQ?

8484

8686

8888

9090

9292

Nivel de dificultad: 1840
Pista pequeña:

Cada uno de los tres triángulos es rectángulo en una esquina, así que AP2=302+BP2AP^2 = 30^2 + BP^2 y QA2=282+DQ2QA^2 = 28^2 + DQ^2 deben ser cuadrados perfectos.

Each of the three triangles is right-angled at a corner, so AP2=302+BP2AP^2 = 30^2 + BP^2 and QA2=282+DQ2QA^2 = 28^2 + DQ^2 must be perfect squares

Pista grande:

Usa las ternas 3030-1616-3434 y 2121-2828-35;35; entonces PQPQ también resulta entero.

Use the triples 3030-1616-3434 and 2121-2828-35;35; then PQPQ comes out an integer too

Solución:

Pon A=(0,0)A = (0,0), B=(30,0)B = (30,0), C=(30,28)C = (30,28), D=(0,28)D = (0,28), con P=(30,p)P = (30, p) en BCBC y Q=(30q,28)Q = (30 - q, 28) en CDCD. Los tres triángulos rectángulos dan AP=302+p2AP = \sqrt{30^2 + p^2}, QA=282+(30q)2QA = \sqrt{28^2 + (30 - q)^2}, y PQ=(28p)2+q2PQ = \sqrt{(28 - p)^2 + q^2}. Para 0p280 \leq p \leq 28, la ecuación (APp)(AP+p)=900(AP-p)(AP+p)=900 da solo p=0p=0 y p=16p=16, con AP=30AP=30 y AP=34AP=34. De igual modo, poniendo x=30qx=30-q, la ecuación (QAx)(QA+x)=784(QA-x)(QA+x)=784 con 0x300 \leq x \leq 30 da x=0x=0 o x=21x=21. Al probar estas cuatro combinaciones en la fórmula de PQPQ, solo funciona p=16p=16, x=21x=21. Así q=9q=9, QA=35QA=35, y PQ=122+92=15PQ=\sqrt{12^2+9^2}=15. El perímetro de APQ\triangle APQ es 34+15+35=8434+15+35=84. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Set A=(0,0)A = (0,0), B=(30,0)B = (30,0), C=(30,28)C = (30,28), D=(0,28)D = (0,28), with P=(30,p)P = (30, p) on BCBC and Q=(30q,28)Q = (30 - q, 28) on CDCD. The three right triangles give AP=302+p2AP = \sqrt{30^2 + p^2}, QA=282+(30q)2QA = \sqrt{28^2 + (30 - q)^2}, and PQ=(28p)2+q2PQ = \sqrt{(28 - p)^2 + q^2}. For 0p280 \leq p \leq 28, the equation (APp)(AP+p)=900(AP-p)(AP+p)=900 gives only p=0p=0 and p=16p=16, with AP=30AP=30 and AP=34AP=34. Similarly, setting x=30qx=30-q, the equation (QAx)(QA+x)=784(QA-x)(QA+x)=784 with 0x300 \leq x \leq 30 gives x=0x=0 or x=21x=21. Testing these four combinations in the formula for PQPQ, only p=16p=16, x=21x=21 works. Thus q=9q=9, QA=35QA=35, and PQ=122+92=15PQ=\sqrt{12^2+9^2}=15. The perimeter of APQ\triangle APQ is 34+15+35=8434+15+35=84. Thus, A is the correct answer.

18.

Un dodecaedro rómbico es un sólido con 1212 caras rómbicas congruentes. En cada vértice se encuentran 33 o 44 aristas, según el vértice. ¿Cuántos vértices tienen exactamente 33 aristas concurrentes?

A rhombic dodecahedron is a solid with 1212 congruent rhombus faces. At every vertex, 33 or 44 edges meet, depending on the vertex. How many vertices have exactly 33 edges meeting?

55

66

77

88

99

Nivel de dificultad: 1660
Pista pequeña:

El sólido tiene 1212 caras y 2424 aristas; usa la fórmula de Euler para obtener el número de vértices

The solid has 1212 faces and 2424 edges; use Euler’s formula to get the number of vertices

Pista grande:

Si xx vértices tienen grado 33 y el resto grado 4,4, la suma de todos los grados es 2242 \cdot 24.

If xx vertices have degree 33 and the rest degree 4,4, the sum of all degrees is 2242 \cdot 24

Solución:

Cada rombo tiene 44 aristas, y cada arista es compartida por 22 caras, así que E=1242=24.E = \frac{12 \cdot 4}{2} = 24. Con F=12,F = 12, la fórmula de Euler da V=2F+E=14.V = 2 - F + E = 14. Supón que xx vértices tienen 33 aristas y los otros 14x14 - x tienen 4.4. Los grados suman el doble del número de aristas: 3x+4(14x)=2E=48,3x + 4(14 - x) = 2E = 48, así que x=8.x = 8. Por lo tanto, la respuesta es D.

Each rhombus has 44 edges, and every edge is shared by 22 faces, so E=1242=24.E = \frac{12 \cdot 4}{2} = 24. With F=12,F = 12, Euler’s formula gives V=2F+E=14.V = 2 - F + E = 14. Suppose xx vertices have 33 edges and the other 14x14 - x have 4.4. The degrees sum to twice the edge count: 3x+4(14x)=2E=48,3x + 4(14 - x) = 2E = 48, so x=8.x = 8. Therefore, the answer is D.

19.

El segmento formado por A(1,2)A(1, 2) y B(3,3)B(3, 3) se rota hasta el segmento formado por A(3,1)A'(3, 1) y B(4,3)B'(4, 3) alrededor del punto P(r,s).P(r, s). ¿Cuánto vale rs|r - s|?

The line segment formed by A(1,2)A(1, 2) and B(3,3)B(3, 3) is rotated to the line segment formed by A(3,1)A'(3, 1) and B(4,3)B'(4, 3) about the point P(r,s).P(r, s). What is rs?|r - s|?

14\dfrac{1}{4}

12\dfrac{1}{2}

34\dfrac{3}{4}

23\dfrac{2}{3}

11

Nivel de dificultad: 1730
Pista pequeña:

El centro de rotación es equidistante de cada punto y su imagen, así que está en las mediatrices de AAAA' y BBBB'

The rotation center is equidistant from each point and its image, so it lies on the perpendicular bisectors of AAAA' and BBBB'

Pista grande:

Interseca la mediatriz de BBBB' (una recta vertical) con la de AAAA'

Intersect the perpendicular bisector of BBBB' (a vertical line) with that of AAAA'

Solución:

Una rotación mantiene su centro equidistante de cada punto y su imagen. Así que PP es equidistante de AA y A,A', y de BB y B,B', lo que lo sitúa en la intersección de dos mediatrices. La mediatriz de BBBB' de (3,3)(3,3) a (4,3)(4,3) es x=3.5.x = 3.5. La mediatriz de AAAA' de (1,2)(1,2) a (3,1)(3,1) es 2xy=2.5.2x - y = 2.5. Entonces y=2(3.5)2.5=4.5,y = 2(3.5) - 2.5 = 4.5, así que P=(3.5,4.5)P = (3.5, 4.5) y rs=3.54.5=1.|r - s| = |3.5 - 4.5| = 1. Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

A rotation keeps its center equidistant from each point and its image. So PP is equidistant from AA and A,A', and from BB and B,B', which puts it at the intersection of two perpendicular bisectors. The bisector of BBBB' from (3,3)(3,3) to (4,3)(4,3) is x=3.5.x = 3.5. The bisector of AAAA' from (1,2)(1,2) to (3,1)(3,1) is 2xy=2.5.2x - y = 2.5. Then y=2(3.5)2.5=4.5,y = 2(3.5) - 2.5 = 4.5, so P=(3.5,4.5)P = (3.5, 4.5) and rs=3.54.5=1.|r - s| = |3.5 - 4.5| = 1. Thus, E is the correct answer.

20.

Cada casilla de una cuadrícula de 3×33 \times 3 casillas se colorea de rojo, blanco, azul o verde de modo que cada cuadrado de 2×22 \times 2 contenga una casilla de cada color. Abajo se muestra una de estas coloraciones (las letras indican los colores, con la casilla central blanca). ¿Cuántas coloraciones diferentes son posibles?

Each square in a 3×33 \times 3 grid of squares is colored red, white, blue, or green so that every 2×22 \times 2 square contains one square of each color. One such coloring is shown on the right below. How many different colorings are possible?

2424

4848

6060

7272

9696

Nivel de dificultad: 2080
Pista pequeña:

Etiqueta las casillas a,a, b,b, c,c, d,d, e,e, f,f, g,g, h,h, i;i; las cuatro de arriba a la izquierda son una permutación de los cuatro colores.

Label the cells row by row as a,a, b,b, c;c; d,d, e,e, f;f; g,g, h,h, i;i; the top-left four are a permutation of all four colors

Pista grande:

Entonces {c,f}\{c, f\} y {g,h}\{g, h\} son cada uno los dos colores restantes en algún orden, y ii queda determinado, pero solo funciona cuando fhf \ne h.

Then {c,f}\{c, f\} and {g,h}\{g, h\} are each the two remaining colors in some order, and ii is forced but works only when fhf \ne h

Solución:

Etiqueta las casillas fila por fila a,a, b,b, c,c, d,d, e,e, f,f, g,g, h,h, i.i. El bloque superior izquierdo a,b,d,ea, b, d, e es una permutación de los cuatro colores, así que 4!=244! = 24 formas. El bloque {b,c,e,f}\{b, c, e, f\} también contiene los cuatro colores, y b,eb, e están fijos, así que {c,f}\{c, f\} son los dos restantes en algún orden: 22 formas. Lo mismo para {g,h},\{g, h\}, los dos colores aparte de d,e,d, e, otras 22 formas. Eso deja i,i, obligado a ser el color que falte en {e,f,h},\{e, f, h\}, y eso solo funciona cuando fh.f \ne h. De las 22=42 \cdot 2 = 4 combinaciones de orden, exactamente una tiene f=h,f = h, así que 33 sobreviven. El total es 243=72.24 \cdot 3 = 72. Por lo tanto, la respuesta es D.

Label the cells row by row as a,a, b,b, c;c; d,d, e,e, f;f; g,g, h,h, i.i. The top-left block a,b,d,ea, b, d, e is a permutation of the four colors, so 4!=244! = 24 ways. The block {b,c,e,f}\{b, c, e, f\} is also all four colors, and b,eb, e are fixed, so {c,f}\{c, f\} is the remaining two in some order: 22 ways. Same story for {g,h},\{g, h\}, the two colors apart from d,e,d, e, another 22 ways. That leaves i,i, forced to whatever color is missing from {e,f,h},\{e, f, h\}, and that only works when fh.f \ne h. Of the 22=42 \cdot 2 = 4 order combinations, exactly one has f=h,f = h, so 33 survive. The total is 243=72.24 \cdot 3 = 72. Therefore, the answer is D.

21.

Existe un único polinomio P(x)P(x) de menor grado con coeficiente principal 11 que cumple todo lo siguiente:

11 es raíz de P(x)1,P(x) - 1, 22 es raíz de P(x2),P(x - 2), 33 es raíz de P(3x),P(3x), y 44 es raíz de 4P(x).4P(x).

Todas las raíces de P(x)P(x) excepto una son enteras. Si la única raíz no entera puede escribirse como mn,\frac{m}{n}, donde mm y nn son enteros positivos primos entre sí, ¿cuánto vale m+nm + n?

There is a unique polynomial P(x)P(x) of least degree with leading coefficient 11 satisfying all of the following:

11 is a root of P(x)1,P(x) - 1, 22 is a root of P(x2),P(x - 2), 33 is a root of P(3x),P(3x), and 44 is a root of 4P(x).4P(x).

All the roots of P(x)P(x) except one are integers. If the one non-integer root can be written as mn,\frac{m}{n}, where mm and nn are relatively prime positive integers, what is m+n?m + n?

4141

4343

4545

4747

4949

Nivel de dificultad: 2120
Pista pequeña:

Traduce cada condición en un valor: P(1)=1,P(1) = 1, P(0)=0,P(0) = 0, P(9)=0,P(9) = 0, P(4)=0P(4) = 0.

Translate each condition into a value: P(1)=1,P(1) = 1, P(0)=0,P(0) = 0, P(9)=0,P(9) = 0, P(4)=0P(4) = 0

Pista grande:

Las raíces enteras 0,4,90, 4, 9 obligan a P(x)=x(x4)(x9)(xc);P(x) = x(x - 4)(x - 9)(x - c); usa P(1)=1P(1) = 1 para hallar cc.

The integer roots 0,4,90, 4, 9 force P(x)=x(x4)(x9)(xc);P(x) = x(x - 4)(x - 9)(x - c); use P(1)=1P(1) = 1 to find cc

Solución:

Traduce cada condición en un valor: P(1)=1,P(1) = 1, P(0)=0,P(0) = 0, P(9)=0,P(9) = 0, y P(4)=0.P(4) = 0. Así que 0,4,90, 4, 9 son raíces. ¿Podría bastar un cúbico? Un cúbico mónico con esas raíces tiene P(1)=(1)(3)(8)=241,P(1) = (1)(-3)(-8) = 24 \ne 1, así que no. El polinomio mónico de menor grado es de grado 4:4: P(x)=x(x4)(x9)(xc).P(x) = x(x - 4)(x - 9)(x - c). Ahora P(1)=(1)(3)(8)(1c)P(1) = (1)(-3)(-8)(1 - c) =24(1c)= 24(1 - c) =1,= 1, así que 1c=1241 - c = \frac{1}{24} y c=2324.c = \frac{23}{24}. Esa es la única raíz no entera, así que m+n=23+24=47.m + n = 23 + 24 = 47. Por lo tanto, la respuesta correcta es D.

Translate each condition into a value: P(1)=1,P(1) = 1, P(0)=0,P(0) = 0, P(9)=0,P(9) = 0, and P(4)=0.P(4) = 0. So 0,4,90, 4, 9 are roots. Could a cubic do it? A monic cubic with those roots has P(1)=(1)(3)(8)=241,P(1) = (1)(-3)(-8) = 24 \ne 1, so no. The least-degree monic polynomial is degree 4:4: P(x)=x(x4)(x9)(xc).P(x) = x(x - 4)(x - 9)(x - c). Now P(1)=(1)(3)(8)(1c)P(1) = (1)(-3)(-8)(1 - c) =24(1c)= 24(1 - c) =1,= 1, so 1c=1241 - c = \frac{1}{24} and c=2324.c = \frac{23}{24}. That’s the lone non-integer root, so m+n=23+24=47.m + n = 23 + 24 = 47. Thus, D is the correct answer.

22.

Las circunferencias C1C_1 y C2C_2 tienen radio 1,1, y la distancia entre sus centros es 12.\frac{1}{2}. La circunferencia C3C_3 es la mayor circunferencia tangente interiormente a C1C_1 y C2.C_2. La circunferencia C4C_4 es tangente interiormente a C1C_1 y C2C_2 y tangente exteriormente a C3.C_3. ¿Cuál es el radio de C4C_4?

Circle C1C_1 and C2C_2 each have radius 1,1, and the distance between their centers is 12.\frac{1}{2}. Circle C3C_3 is the largest circle internally tangent to both C1C_1 and C2.C_2. Circle C4C_4 is internally tangent to both C1C_1 and C2C_2 and externally tangent to C3.C_3. What is the radius of C4?C_4?

114\dfrac{1}{14}

112\dfrac{1}{12}

110\dfrac{1}{10}

328\dfrac{3}{28}

19\dfrac{1}{9}

Nivel de dificultad: 2270
Pista pequeña:

Coloca los centros de C1,C2C_1, C_2 en (±14,0);\left(\pm\frac14, 0\right); C3C_3 está centrada en el origen con radio dado por 1r3=141 - r_3 = \frac14.

Put the centers of C1,C2C_1, C_2 at (±14,0);\left(\pm\frac14, 0\right); C3C_3 is centered at the origin with radius from 1r3=141 - r_3 = \frac14

Pista grande:

Sea C4C_4 centrada en (0,y)(0, y) con radio r;r; la tangencia interior a C1C_1 y la tangencia exterior a C3C_3 dan dos ecuaciones.

Let C4C_4 be centered at (0,y)(0, y) with radius r;r; internal tangency to C1C_1 and external tangency to C3C_3 give two equations

Solución:

Coloca los centros de C1,C2C_1, C_2 en (±14,0).\left(\pm\frac14, 0\right). Por simetría, la mayor circunferencia dentro de ambas se sitúa en el origen con radio r3,r_3, donde 1r3=14,1 - r_3 = \frac14, así que r3=34.r_3 = \frac34. Sea C4C_4 centrada en (0,y)(0, y) con radio r.r. La tangencia interior a C1C_1 da 116+y2=1r,\sqrt{\frac1{16} + y^2} = 1 - r, y la tangencia exterior a C3C_3 da y=34+r.y = \frac34 + r. Sustituye la segunda en la primera: 116+(34+r)2=(1r)2.\frac1{16} + \left(\frac34 + r\right)^2 = (1 - r)^2. Esto se reduce a 72r=38,\frac72 r = \frac38, así que r=328.r = \frac{3}{28}. Por lo tanto, la respuesta es D.

Put the centers of C1,C2C_1, C_2 at (±14,0).\left(\pm\frac14, 0\right). By symmetry the largest circle inside both sits at the origin with radius r3,r_3, where 1r3=14,1 - r_3 = \frac14, so r3=34.r_3 = \frac34. Let C4C_4 be centered at (0,y)(0, y) with radius r.r. Internal tangency to C1C_1 gives 116+y2=1r,\sqrt{\frac1{16} + y^2} = 1 - r, and external tangency to C3C_3 gives y=34+r.y = \frac34 + r. Substitute the second into the first: 116+(34+r)2=(1r)2.\frac1{16} + \left(\frac34 + r\right)^2 = (1 - r)^2. This collapses to 72r=38,\frac72 r = \frac38, so r=328.r = \frac{3}{28}. Therefore, the answer is D.

23.

Los divisores enteros positivos aa y bb de NN se llaman complementarios si ab=N.ab = N. Dado que NN tiene un par de divisores complementarios que difieren en 2020 y un par de divisores complementarios que difieren en 23,23, halla la suma de los dígitos de N.N.

Positive integer divisors aa and bb of NN are called complementary if ab=N.ab = N. Given that NN has a pair of complementary divisors that differ by 2020 and a pair of complementary divisors that differ by 23,23, find the sum of the digits of N.N.

1111

1313

1515

1717

1919

Nivel de dificultad: 2380
Pista pequeña:

Los divisores complementarios con producto NN que difieren en 2020 son bb y b+20,b + 20, así que N+100=(b+10)2N + 100 = (b + 10)^2.

Complementary divisors with product NN differing by 2020 are bb and b+20,b + 20, so N+100=(b+10)2N + 100 = (b + 10)^2

Pista grande:

Entonces 4N+5294N + 529 también es un cuadrado perfecto; combina ambos para obtener una diferencia de cuadrados igual a 129129.

Then 4N+5294N + 529 is also a perfect square; combine the two to get a difference of squares equal to 129129

Solución:

Los divisores complementarios que difieren en 2020 son bb y b+20b + 20 con producto NN, así que N=b2+20bN = b^2 + 20b y N+100=(b+10)2N + 100 = (b + 10)^2. Un par que difiere en 2323 da 4N+529=(2d+23)24N + 529 = (2d + 23)^2. Pon N+100=k2N + 100 = k^2. Entonces 4k2+129=m24k^2 + 129 = m^2, así que (m2k)(m+2k)(m - 2k)(m + 2k) =129= 129 =343= 3 \cdot 43. El par de factores positivos 3,433,43 da k=10k=10, y de ahí el valor inadmisible N=0N=0. El par 1,1291,129 da m=65m = 65, k=32k = 32, de donde N=322100=924N = 32^2 - 100 = 924. Comprobación: 924=2242=2144924 = 22 \cdot 42 = 21 \cdot 44, y la suma de dígitos es 9+2+4=159 + 2 + 4 = 15. Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Complementary divisors differing by 2020 are bb and b+20b + 20 with product NN, so N=b2+20bN = b^2 + 20b and N+100=(b+10)2N + 100 = (b + 10)^2. A pair differing by 2323 gives 4N+529=(2d+23)24N + 529 = (2d + 23)^2. Set N+100=k2N + 100 = k^2. Then 4k2+129=m24k^2 + 129 = m^2, so (m2k)(m+2k)(m - 2k)(m + 2k) =129= 129 =343= 3 \cdot 43. The positive factor pair 3,433,43 gives k=10k=10, hence the inadmissible value N=0N=0. The pair 1,1291,129 gives m=65m = 65, k=32k = 32, hence N=322100=924N = 32^2 - 100 = 924. Check it: 924=2242=2144924 = 22 \cdot 42 = 21 \cdot 44, and the digit sum is 9+2+4=159 + 2 + 4 = 15. Thus, C is the correct answer.

24.

Seis bloques hexagonales regulares de lado 11 unidad se disponen dentro de un marco hexagonal regular. Cada bloque se apoya a lo largo de una arista interior del marco y está alineado con otros dos bloques, como se muestra en la figura de abajo. La distancia desde cualquier esquina del marco hasta el vértice más cercano de un bloque es 37\frac{3}{7} unidad. ¿Cuál es el área de la región dentro del marco no ocupada por los bloques?

Six regular hexagonal blocks of side length 11 unit are arranged inside a regular hexagonal frame. Each block lies along an inside edge of the frame and is aligned with two other blocks, as shown in the figure below. The distance from any corner of the frame to the nearest vertex of a block is 37\frac{3}{7} unit. What is the area of the region inside the frame not occupied by the blocks?

1333\dfrac{13\sqrt{3}}{3}

216349\dfrac{216\sqrt{3}}{49}

932\dfrac{9\sqrt{3}}{2}

1433\dfrac{14\sqrt{3}}{3}

243349\dfrac{243\sqrt{3}}{49}

Nivel de dificultad: 2520
Pista pequeña:

La región descubierta es el área del marco menos los seis hexágonos unitarios; un hexágono regular de lado tt tiene área 332t2\tfrac{3\sqrt3}{2}t^2

The uncovered region is the frame’s area minus the six unit hexagons; a regular hexagon of side tt has area 332t2\tfrac{3\sqrt3}{2}t^2

Pista grande:

Extiende los bordes de los bloques hasta el marco: un lado del marco se divide en longitudes 37,1,1,\tfrac37, 1, 1, y 137;1-\tfrac37; luego resta las áreas de los seis bloques

Extend the block edges to the frame: one frame side splits into lengths 37,1,1,\tfrac37, 1, 1, and 137;1-\tfrac37; then subtract the six block areas

Solución:

Sea d=37.d=\tfrac37. Prolonguemos los lados inclinados de los bloques que llegan a un lado fijo del marco. Como todos los ángulos pertinentes miden 60,60^\circ, las prolongaciones forman un triángulo equilátero de lado 11 en un extremo y otro de lado 1d1-d en el otro. Por tanto, ese lado del marco queda dividido en segmentos de longitudes d,1,1,d,1,1, y 1d,1-d, y su longitud es d+1+1+(1d)=3.d+1+1+(1-d)=3. Un hexágono regular de lado tt tiene área 332t2.\tfrac{3\sqrt3}{2}t^2. Así, el área descubierta es el área del marco de lado 33 menos las áreas de los seis bloques unitarios: 33232\tfrac{3\sqrt3}{2}\cdot 3^2 6332- 6\cdot\tfrac{3\sqrt3}{2} =273293= \tfrac{27\sqrt3}{2} - 9\sqrt3 =932.= \tfrac{9\sqrt3}{2}. Por lo tanto, la respuesta es C.

Let d=37.d=\tfrac37. Extend the slanted edges of the blocks that meet a fixed side of the frame. Because all the relevant angles are 60,60^\circ, the extensions form an equilateral triangle of side 11 at one end and an equilateral triangle of side 1d1-d at the other. Thus that frame side is partitioned into lengths d,1,1,d,1,1, and 1d,1-d, so its length is d+1+1+(1d)=3.d+1+1+(1-d)=3. A regular hexagon of side tt has area 332t2.\tfrac{3\sqrt3}{2}t^2. Therefore the uncovered area is the area of the side-33 frame minus the areas of the six unit blocks: 33232\tfrac{3\sqrt3}{2}\cdot 3^2 6332- 6\cdot\tfrac{3\sqrt3}{2} =273293= \tfrac{27\sqrt3}{2} - 9\sqrt3 =932.= \tfrac{9\sqrt3}{2}. Therefore, the answer is C.

25.

Si AA y BB son vértices de un poliedro, define la distancia d(A,B)d(A, B) como el número mínimo de aristas del poliedro que hay que recorrer para conectar AA y B.B. Por ejemplo, si ABAB es una arista del poliedro, entonces d(A,B)=1,d(A, B) = 1, pero si ACAC y CBCB son aristas y ABAB no es una arista, entonces d(A,B)=2.d(A, B) = 2. Sean Q,Q, R,R, y SS tres vértices distintos elegidos al azar de un icosaedro regular (un poliedro regular formado por 2020 triángulos equiláteros). ¿Cuál es la probabilidad de que d(Q,R)>d(R,S)d(Q, R) \gt d(R, S)?

If AA and BB are vertices of a polyhedron, define the distance d(A,B)d(A, B) to be the minimum number of edges of the polyhedron one must traverse in order to connect AA and B.B. For example, if ABAB is an edge of the polyhedron, then d(A,B)=1,d(A, B) = 1, but if ACAC and CBCB are edges and ABAB is not an edge, then d(A,B)=2.d(A, B) = 2. Let Q,Q, R,R, and SS be randomly chosen distinct vertices of a regular icosahedron (a regular polyhedron made up of 2020 equilateral triangles). What is the probability that d(Q,R)>d(R,S)?d(Q, R) \gt d(R, S)?

722\dfrac{7}{22}

13\dfrac{1}{3}

38\dfrac{3}{8}

512\dfrac{5}{12}

12\dfrac{1}{2}

Nivel de dificultad: 2600
Pista pequeña:

Desde cualquier vértice de un icosaedro, 55 vértices están a distancia 1,1, 55 a distancia 2,2, y 11 (el vértice opuesto) a distancia 33

From any vertex of an icosahedron, 55 vertices are at distance 1,1, 55 at distance 2,2, and 11 (the opposite vertex) at distance 33

Pista grande:

Fija R;R; por simetría P(d(Q,R)>d(R,S))P(d(Q,R) \gt d(R,S)) =P(d(Q,R)<d(R,S)),= P(d(Q,R) \lt d(R,S)), así que es igual a 1P(iguales)2\frac{1 - P(\text{iguales})}{2}.

Fix R;R; by symmetry P(d(Q,R)>d(R,S))P(d(Q,R) \gt d(R,S)) =P(d(Q,R)<d(R,S)),= P(d(Q,R) \lt d(R,S)), so it equals 1P(equal)2\frac{1 - P(\text{equal})}{2}

Solución:

Fija R.R. De los otros 1111 vértices, 55 están a distancia 1,1, 55 a distancia 2,2, y 11 (el vértice opuesto) a distancia 3.3. Elige de forma ordenada Q,SQ, S distintos entre estos 11:11: eso da 1110=11011 \cdot 10 = 110 pares. Los que cumplen d(R,Q)=d(R,S)d(R,Q) = d(R,S) son 54+54+10=40,5\cdot4 + 5\cdot4 + 1\cdot0 = 40, así que P(iguales)=40110=411.P(\text{iguales}) = \frac{40}{110} = \frac{4}{11}. Por la simetría entre QQ y S,S, los casos >\gt y <\lt reparten el resto por igual, así que P(d(Q,R)>d(R,S))P(d(Q,R) \gt d(R,S)) =14112= \frac{1 - \frac4{11}}{2} =722.= \frac{7}{22}. Por lo tanto, la respuesta correcta es A.

Fix R.R. Of the other 1111 vertices, 55 sit at distance 1,1, 55 at distance 2,2, and 11 (the opposite vertex) at distance 3.3. Pick ordered distinct Q,SQ, S from these 11:11: that’s 1110=11011 \cdot 10 = 110 pairs. The ones with d(R,Q)=d(R,S)d(R,Q) = d(R,S) number 54+54+10=40,5\cdot4 + 5\cdot4 + 1\cdot0 = 40, so P(equal)=40110=411.P(\text{equal}) = \frac{40}{110} = \frac{4}{11}. By the symmetry between QQ and S,S, the >\gt and <\lt cases split the rest evenly, so P(d(Q,R)>d(R,S))P(d(Q,R) \gt d(R,S)) =14112= \frac{1 - \frac4{11}}{2} =722.= \frac{7}{22}. Thus, A is the correct answer.