2021 AIME I Problem 5
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5.
Call a three-term strictly increasing arithmetic sequence of integers special if the sum of the squares of the three terms equals the product of the middle term and the square of the common difference. Find the sum of the third terms of all special sequences.
Answer: 31
Solution:
Write the terms as with integer The condition is so and For to be positive we need Indeed, forces while for any nonzero integer the right side is negative; makes the original equation impossible.
Substituting gives so Testing gives only and yield perfect squares.
These give with sequence and with sequence The sum of the third terms is
Problem 5 in Other Years
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