2021 AIME I Problem 14
Below is the professionally curated solution for Problem 14 of the 2021 AIME I, from LIVE by Po-Shen Loh. You can also try the full timed exam, view all 2021 AIME I solutions, or check the answer key.
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
14.
For any positive integer denotes the sum of the positive integer divisors of Let be the least positive integer such that is divisible by for all positive integers Find the sum of the prime factors in the prime factorization of
Solution:
Note If then so it suffices (and is necessary, taking prime) that i.e. for every prime and every multiple of
Fix If the sum is If the sum is so choosing such a prime (Dirichlet) forces Otherwise the sum is with invertible, so we need choosing to be a primitive root mod forces Conversely, if then for every multiple of and every prime the sum vanishes mod in all three cases. Hence the least is
The sum of the prime factors is
Problem 14 in Other Years
1997 AIME · 1998 AIME · 1999 AIME · 2000 AIME I · 2000 AIME II · 2001 AIME I · 2001 AIME II · 2002 AIME I · 2002 AIME II · 2003 AIME I · 2003 AIME II · 2004 AIME I · 2004 AIME II · 2005 AIME I · 2005 AIME II · 2006 AIME I · 2006 AIME II · 2007 AIME I · 2007 AIME II · 2008 AIME I · 2008 AIME II · 2009 AIME I · 2009 AIME II · 2010 AIME I · 2010 AIME II · 2011 AIME I · 2011 AIME II · 2012 AIME I · 2012 AIME II · 2013 AIME I · 2013 AIME II · 2014 AIME I · 2014 AIME II · 2015 AIME I · 2015 AIME II · 2016 AIME I · 2016 AIME II · 2017 AIME I · 2017 AIME II · 2018 AIME I · 2018 AIME II · 2019 AIME I · 2019 AIME II · 2020 AIME I · 2020 AIME II · 2021 AIME II · 2022 AIME I · 2022 AIME II · 2023 AIME I · 2023 AIME II · 2024 AIME I · 2024 AIME II · 2025 AIME I · 2025 AIME II · 2026 AIME I · 2026 AIME II