1998 AMC 12 Problema 28

Intenta el Problema 28 del 1998 AMC 12 a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 1998 AMC 12, o revisar la clave de respuestas.

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

28.

En el triángulo ABC,ABC, el ángulo CC es recto y CB>CA.CB\gt CA. El punto DD está sobre BC‾\overline{BC} de modo que el ángulo CADCAD es el doble del ángulo DAB.DAB. Si ACAD=23,\frac{AC}{AD}=\frac{2}{3}, entonces CDBD=mn,\frac{CD}{BD}=\frac{m}{n}, donde mm y nn son enteros positivos primos entre sí. Halla m+n.m+n.
In triangle ABC,ABC, angle CC is a right angle and CB>CA.CB\gt CA. Point DD is located on BC‾\overline{BC} so that angle CADCAD is twice angle DAB.DAB. If ACAD=23,\frac{AC}{AD}=\frac{2}{3}, then CDBD=mn,\frac{CD}{BD}=\frac{m}{n}, where mm and nn are relatively prime positive integers. Find m+n.m+n.
1010
1414
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Respuesta: B
Conceptos:trigonometríaangle multiplication
Pista pequeña:
Sea ∠DAB=α\angle DAB=\alpha, de modo que ∠CAB=3α\angle CAB=3\alpha y cos⁡2α=ACAD\cos2\alpha=\frac{AC}{AD}
Let ∠DAB=α\angle DAB=\alpha, so ∠CAB=3α\angle CAB=3\alpha and cos⁡2α=ACAD\cos2\alpha=\frac{AC}{AD}
Pista grande:
Toma AC=1AC=1 y expresa CDCD y CBCB mediante tan⁡2α\tan2\alpha y tan⁡3α\tan3\alpha
Set AC=1AC=1 and express CDCD and CBCB using tan⁡2α\tan2\alpha and tan⁡3α\tan3\alpha
Solución:
Sea ∠DAB=α.\angle DAB=\alpha. Como ACAD=cos⁡2α=23,\frac{AC}{AD}=\cos2\alpha=\frac{2}{3}, la identidad de cos⁡2α\cos2\alpha da tan⁡α=15.\tan\alpha=\frac{1}{\sqrt5}. Tomando AC=1,AC=1, CD=tan⁡2α=52,CB=tan⁡3α=755. \begin{aligned} CD&=\tan2\alpha=\frac{\sqrt5}{2},\\ CB&=\tan3\alpha=\frac{7\sqrt5}{5}. \end{aligned} Entonces BD=CB−CD=9510,BD=CB-CD=\frac{9\sqrt5}{10}, y CDBD=59.\frac{CD}{BD}=\frac{5}{9}. Por tanto, m+n=14,m+n=14, así que la respuesta correcta es B.
Let ∠DAB=α.\angle DAB=\alpha. Since ACAD=cos⁡2α=23,\frac{AC}{AD}=\cos2\alpha=\frac{2}{3}, the identity for cos⁡2α\cos2\alpha gives tan⁡α=15.\tan\alpha=\frac{1}{\sqrt5}. Taking AC=1,AC=1, CD=tan⁡2α=52,CB=tan⁡3α=755. \begin{aligned} CD&=\tan2\alpha=\frac{\sqrt5}{2},\\ CB&=\tan3\alpha=\frac{7\sqrt5}{5}. \end{aligned} Thus BD=CB−CD=9510,BD=CB-CD=\frac{9\sqrt5}{10}, and CDBD=59.\frac{CD}{BD}=\frac{5}{9}. Therefore m+n=14,m+n=14, so B is correct.
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