圆中的一条弦与此圆的某一半径垂直,并过此半径的中点。这条弦将此圆分成两个区域,大区域与小区域面积之比为 $\frac{a\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }+b\sqrt{c}}{d\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }-e\sqrt{f}}$,其中 $a b c d e f$ 均为正整数,$a$ 与 $e$ 互素,$e$ 与 $f$ 均不能被任何素数的平方所整除。试求乘积 $abcdef$ 除以 $1000$ 的余数。
【难度】
【出处】
2004年第22届美国数学邀请赛Ⅱ(AIMEⅡ)
【标注】
  • 知识点
    >
    数论初步
    >
    整除与同余
【答案】
592
【解析】
不失一般性,设该圆的半径为 $2$ 。则以这条弦的两个端点和圆心为顶点构成了一个顶角为 ${{120}^{\circ }}$ 的等腰三角形,该等腰三角形的面积是 $\sqrt{3}$,则显然大区域的面积等于圆面积的 $\frac{2}{3}$ 再加上该等腰三角形的面积,小区域的的面积等于圆面积的 $\frac{1}{3}$ 再减去该等腰三角开的面积。因此所求面积比为 $\frac{\frac{2}{3}\cdot4\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }+\sqrt{3}}{\frac{1}{3}\cdot 4\text{}\!\!\pi\!\!\text{ }-\sqrt{3}}=\frac{8\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }+3\sqrt{3}}{4\text{}\!\!\pi\!\!\text{ }-3\sqrt{3}}$,据题意得 $abcdef=8\cdot 3\cdot 3\cdot 4\cdot 3\cdot3=2592$,因此 $abcdef$ 除以 $1000$ 的余数为 $592$ 。
答案 解析 备注
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