2024 AIME I Problem 15
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Difficulty rating: 3370
15.
Let be the set of rectangular boxes with surface area and volume Let be the radius of the smallest sphere that can contain each of the rectangular boxes that are elements of The value of can be written as where and are relatively prime positive integers. Find
Solution:
For a box with dimensions the conditions are and so The smallest sphere containing a box has the box's space diagonal as a diameter, so
With and fixed, ranges over an interval, and at an endpoint the cubic has a double root, meaning two dimensions coincide. Setting and so eliminating gives i.e. which factors as The roots are and
For and for is smaller. So the maximum of is giving and
Problem 15 in Other Years
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