AMC 10 · 2002 · #20

학년 8 geometry-2d
similar-trianglesratio-proportion identify-subproblems ↑ 선수 지식: similar-triangles
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
여섯 점 A,B,C,D,E,F가 선분 AF 위에 순서대로 놓여 있고, AF를 각각 길이 1인 다섯 조각으로 나눕니다. 점 G는 직선 AF 위에 있지 않습니다. H는 GD 위의 점, J는 GF 위의 점이며, 세 선분 HC, JE, AG가 모두 평행하도록 잡았습니다. 비 HC/JE를 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
5/4
(B)
4/3
(C)
3/2
(D)
5/3
(E)
2

AMC 10 2002 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 그림 그리기

이 문제는 그림 없이는 아무것도 보이지 않으므로, 도구 #1(그림 그리기)이 먼저입니다: 여섯 점을 직선 위에 찍고 그 위에 G를 표시한 뒤 AG와 두 평행선 HC, JE를 그립니다. 그리면 도형이 서로 닮은 두 삼각형 쌍으로 나뉘므로, 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 하나씩 처리합니다: HC는 삼각형 GAD 안에, JE는 삼각형 GAF 안에 들어 있습니다. 삼각형의 한 변에 평행한 선분은 더 작은 닮은 삼각형을 잘라내므로, 각 미지의 길이는 공통 선분 AG의 간단한 분수가 됩니다. AG에는 숫자를 주지 않으므로 도구 #4(변수 도입하기)로 그것을 기호로 들고 갑니다; 마지막에 HC/JE를 만들면 그 값이 약분되어 사라지므로 실제 길이는 전혀 상관없습니다.

1STEP 1

그림을 그리고 거리 읽기

A부터 F를 0,1,2,3,4,5에 놓고 G는 직선 밖에 두면, 간격에서 DC=1, DA=3, FE=1, FA=5를 바로 읽습니다.

A,B,C,D,E,F = 0,1,2,3,4,5; DC=1, DA=3, FE=1, FA=5
2STEP 2

첫 번째 평행선이 닮은 삼각형을 만듦

HC ∥ AG이므로 삼각형 DHC는 DGA의 축소판이고, HC/AG=DC/DA=1/3, 즉 HC=1/3 AG입니다.

△ DHC ∼ △ DGA → HC/AG=DC/DA=1/3 → HC=1/3AG
3STEP 3

두 번째 평행선이 또 다른 닮은 삼각형을 만듦

더 큰 삼각형 GAF에서 같은 방법으로 JE/AG=FE/FA=1/5, 즉 JE=1/5 AG입니다.

△ FJE ∼ △ FGA → JE/AG=FE/FA=1/5 → JE=1/5AG
4STEP 4

두 길이를 나누기

나누면 HC/JE=(1/3 AG)/(1/5 AG)=5/3. AG가 약분되어 G의 위치는 상관없습니다. 답은 (D).

HC/JE=1/3AG/1/5AG=1/3·5/1=5/3 → (D)
정답
5/3
두 삼각형은 꼭짓선 AG를 공유하고, HC는 밑변 비 1/3에서, JE는 1/5에서 나옵니다. 1/3 > 1/5이므로 HC가 더 긴 선분이어야 하고, 따라서 HC/JE는 반드시 1보다 커야 합니다. 그 값 5/3≈1.67은 정확히 (1/3)÷(1/5)이며, DC=FE=1이므로 HC/JE=(DC/DA)/(FE/FA)=FA/DA=5/3입니다. 좌표로 빠르게 확인하면, G=(0,3)으로 두면 C=(2,0),D=(3,0),F=(5,0)이고, HC ∥ AG(수직)인 점 H는 x=2에 있어 H=(2,1), 즉 HC=1; 마찬가지로 J=(4,3/5)이므로 JE=3/5, 그리고 HC/JE=1/(3/5)=5/3. 모두 일치하며 5/3은 선택지 (D)입니다.
💡핵심 정리

삼각형의 한 변에 평행하게 그은 선은 축소된 복사본을 만들어, 각 길이는 AG의 분수일 뿐입니다. 두 분수를 나누면 AG가 사라지고 5/3만 남습니다.

  • 그림을 그리고 거리 읽기
  • 첫 번째 평행선이 닮은 삼각형을 만듦
  • 두 번째 평행선이 또 다른 닮은 삼각형을 만듦
  • 두 길이를 나누기