AMC 10 · 2003 · #15

학년 7 probability
probability-basicmultiplescomplementary-counting complementary-countingidentify-subproblems ↑ 선수 지식: multiples
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
집합 {1,2,3,…,100}에서 정수 하나를 무작위로 고릅니다(모든 정수가 뽑힐 확률은 같습니다). 고른 정수가 2로는 나누어떨어지지만 3으로는 나누어떨어지지 않을 확률을 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
$\frac{1}{6}$
(B)
$\frac{33}{100}$
(C)
$\frac{17}{50}$
(D)
$\frac{1}{2}$
(E)
$\frac{18}{25}$

AMC 10 2003 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 관점 바꾸기

조건은 두 부분이 붙어 있습니다: "2로 나누어떨어짐" 그리고 "3으로는 안 됨." 한 번에 세기는 번거로우니 도구 #16(관점 바꾸기)을 씁니다. 먼저 짝수를 모두 센 다음, 그중 3의 배수도 되는 것들을 빼냅니다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)은 작업을 깔끔한 세 개의 셈 — 2의 배수 개수, 6의 배수 개수, 그리고 그 차 — 으로 나눕니다. 도구 #2(빠짐없이 나열하기)는 어떤 범위 안의 배수를 세는 믿을 만한 방법입니다. 배수는 일정한 간격으로 늘어서므로 세는 데 어림짐작이 필요 없습니다.

1STEP 1

짝수의 개수 세기

2의 배수는 2, 4, …, 100이므로 100을 2씩 묶어 세면 짝수는 50개입니다.

⌊ 100/2 ⌋ = 50
2STEP 2

2와 3으로 나누어떨어짐은 6의 배수

2와 3 둘 다로 나누어떨어지려면 최소공배수 6으로도 나누어떨어져야 하므로, 뺄 짝수는 6의 배수입니다.

lcm(2,3) = 6
3STEP 3

6의 배수 개수 세기

6의 배수는 6, 12, …, 96이므로 100을 6씩 온전히 묶으면 16개입니다.

⌊ 100/6 ⌋ = 16
4STEP 4

빼서 유리한 개수 구하기

짝수 50개에서 3의 배수이기도 한 16개를 빼면 조건에 맞는 정수는 34개입니다.

50 - 16 = 34
5STEP 5

확률을 쓰고 약분하기

모든 정수가 똑같이 뽑히므로 확률은 34/100이고, 약분하면 17/50, 즉 선택지 (C)입니다.

P = 34/100 = 17/50 → (C)
정답
17/50
답 17/50 = 0.34는 0과 1 사이에 알맞게 놓입니다. 수의 절반이 짝수이고(0.5), 그 짝수 중 대략 삼분의 일이 3의 배수라서 빠지므로 절반의 약 삼분의 이가 남습니다 — 0.33~0.34에 가깝고 이는 맞아떨어집니다. 또한 1/6(너무 작음, 그건 6의 배수뿐)보다 분명히 크고 1/2(그건 모든 짝수)보다 작으므로 선택지 (A)와 (D)는 배제됩니다.
💡핵심 정리

"이것으로는 나누어떨어지고 저것으로는 안 됨" 문제는 첫 번째 수로 나누어떨어지는 것을 모두 센 다음, 두 번째 수로도 나누어떨어지는 것을 빼고, 그 값을 전체로 나누면 됩니다.

  • 짝수의 개수 세기
  • 2와 3으로 나누어떨어짐은 6의 배수
  • 6의 배수 개수 세기
  • 빼서 유리한 개수 구하기
  • 확률을 쓰고 약분하기