2022 AIME I Problem 15
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All of the real AMC 8, AMC 10, AMC 12, and AIME problems in our complete solution collection are used with official legal permission of the Mathematical Association of America (MAA).
Difficulty rating: 3270
15.
Let and be positive real numbers satisfying the system of equations Then can be written as where and are relatively prime positive integers. Find
Solution:
Each radicand factors: and so on, so Substitute with Then and each equation collapses by the sine addition formula:
Taking and solving, (The supplementary branch choices consistent with the angle ranges lead to the same value of the final square.) By the double-angle identity, and
Therefore whose square is Thus
Problem 15 in Other Years
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