2024 AIME I Problem 8
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Difficulty rating: 2560
8.
Eight circles of radius can be placed tangent to of so that the circles are sequentially tangent to each other, with the first circle being tangent to and the last circle being tangent to as shown. Similarly, circles of radius can be placed tangent to in the same manner. The inradius of can be expressed as where and are relatively prime positive integers. Find
Solution:
For a chain of circles of radius tangent to the centers lie at height with consecutive centers apart. The first circle is tangent to and so its center lies on the bisector from at horizontal distance from similarly the last center is from Hence with
The two chains give so and whence
The incircle is a chain of one circle of radius Therefore and
Problem 8 in Other Years
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