2018 AIME II Problem 12
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12.
Let be a convex quadrilateral with and Assume that the diagonals of intersect at point and that the sum of the areas of triangles and equals the sum of the areas of triangles and Find the area of quadrilateral
Answer: 112
Small Hint:
Write each triangle’s area as one-half the product of its two side segments and where is an angle at the area condition factors as
Big Hint:
Take and apply the law of cosines to all four triangles at add and subtract in pairs, using that the angles at are supplementary
Solution:
Let and let Since the equal-area condition simplifies to By symmetry assume
The law of cosines in triangles and (whose angles at are supplementary) gives and so and Similarly triangles and give and Dividing, while subtracting gives hence and so
The total area is
Problem 12 in Other Years
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