2026 AIME II Problema 10

A continuación está la solución preparada profesionalmente para el Problema 10 del 2026 AIME II, de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2026 AIME II, o revisar la clave de respuestas.

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

Conceptos:potencia de un puntoteorema de la bisectrizdivisibilidad

Nivel de dificultad: 2840

10.

Sea ABC\triangle ABC un triángulo con DD en BC\overline{BC} tal que AD\overline{AD} biseca BAC.\angle BAC. Sea ω\omega la circunferencia que pasa por AA y es tangente al segmento BC\overline{BC} en D.D. Sean EAE \ne A y FAF \ne A las intersecciones de ω\omega con los segmentos AB\overline{AB} y AC,\overline{AC}, respectivamente. Supongamos que AB=200,AB = 200, AC=225,AC = 225, y que todos AE,AE, AF,AF, BD,BD, y CDCD son enteros positivos. Halla el mayor valor posible de BC.BC.

Let ABC\triangle ABC be a triangle with DD on BC\overline{BC} such that AD\overline{AD} bisects BAC.\angle BAC. Let ω\omega be the circle that passes through AA and is tangent to segment BC\overline{BC} at D.D. Let EAE \ne A and FAF \ne A be the intersections of ω\omega with segments AB\overline{AB} and AC,\overline{AC}, respectively. Suppose that AB=200,AB = 200, AC=225,AC = 225, and all of AE,AE, AF,AF, BD,BD, and CDCD are positive integers. Find the greatest possible value of BC.BC.

Solución:

Como ω\omega es tangente a BCBC en D,D, la potencia de BB da BD2=BEBABD^2 = BE \cdot BA y la potencia de CC da CD2=CFCA.CD^2 = CF \cdot CA. La bisectriz del ángulo da BDDC=ABAC=89,\frac{BD}{DC} = \frac{AB}{AC} = \frac{8}{9}, así que BD=8tBD = 8t y CD=9t,CD = 9t, donde t=CDBDt = CD - BD es un entero positivo. Entonces BE=64t2200=8t225,CF=81t2225=9t225, \begin{aligned} &BE = \frac{64t^2}{200} = \frac{8t^2}{25}, \\ &CF = \frac{81t^2}{225} = \frac{9t^2}{25}, \end{aligned} así que AE=2008t225AE = 200 - \frac{8t^2}{25} y AF=2259t225.AF = 225 - \frac{9t^2}{25}.

Para que AEAE y AFAF sean enteros necesitamos 25t2,25 \mid t^2, es decir, t=5s.t = 5s. Entonces AE=2008s2>0AE = 200 - 8s^2 \gt 0 obliga a s4,s \le 4, y BC=17t=85s.BC = 17t = 85s. Con s=4:s = 4: BC=340,BC = 340, con BD=160,BD = 160, CD=180,CD = 180, AE=72,AE = 72, AF=81AF = 81 todos enteros positivos, y los lados 200,225,340200, 225, 340 forman un triángulo válido puesto que 200+225>340.200 + 225 \gt 340.

El mayor valor posible de BCBC es 340.340.

Since ω\omega is tangent to BCBC at D,D, the power of BB gives BD2=BEBABD^2 = BE \cdot BA and the power of CC gives CD2=CFCA.CD^2 = CF \cdot CA. The angle bisector gives BDDC=ABAC=89,\frac{BD}{DC} = \frac{AB}{AC} = \frac{8}{9}, so BD=8tBD = 8t and CD=9t,CD = 9t, where t=CDBDt = CD - BD is a positive integer. Then BE=64t2200=8t225,CF=81t2225=9t225, \begin{aligned} &BE = \frac{64t^2}{200} = \frac{8t^2}{25}, \\ &CF = \frac{81t^2}{225} = \frac{9t^2}{25}, \end{aligned} so AE=2008t225AE = 200 - \frac{8t^2}{25} and AF=2259t225.AF = 225 - \frac{9t^2}{25}.

For AEAE and AFAF to be integers we need 25t2,25 \mid t^2, that is, t=5s.t = 5s. Then AE=2008s2>0AE = 200 - 8s^2 \gt 0 forces s4,s \le 4, and BC=17t=85s.BC = 17t = 85s. At s=4:s = 4: BC=340,BC = 340, with BD=160,BD = 160, CD=180,CD = 180, AE=72,AE = 72, AF=81AF = 81 all positive integers, and the sides 200,225,340200, 225, 340 form a valid triangle since 200+225>340.200 + 225 \gt 340.

The greatest possible value of BCBC is 340.340.

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El Problema 10 en otros años