2010 AIME I Problem 15
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Difficulty rating: 3370
15.
In with and let be a point on such that the incircles of and have equal radii. Let and be positive relatively prime integers such that Find
Solution:
Let Triangles and share the altitude from so Since the inradius of a triangle is its area divided by its semiperimeter, equal inradii force as well. From we get and since the perimeter equation simplifies to so and forces
Stewart's theorem on cevian gives so Setting this equal to and clearing denominators yields which simplifies to
The roots are and and only exceeds (then ). Hence
Problem 15 in Other Years
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