2018 AIME II Problem 12
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Difficulty rating: 3160
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
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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