AMC 10 · 2003 · #15

학년 4 number-theory
complementary-countingdivisibility-rules complementary-countingeasier-related-problem ↑ 선수 지식: divisibility-rules
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
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문제
단판 토너먼트(single elimination)에 선수 100명이 참가하고, 한 경기라도 진 선수는 탈락한다. 1라운드에서 28명은 부전승(bye)을 받고 나머지 72명은 짝을 지어 경기하며, 한 번도 지지 않은 선수가 정확히 한 명 남을 때까지 라운드가 이어진다. 치러진 경기의 총 횟수를 구하고, 그 수가 소수인지 아니면 2, 5, 7, 11 중 어느 것으로 나누어떨어지는지 판단하라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
a prime number
(B)
divisible by 2
(C)
divisible by 5
(D)
divisible by 7
(E)
divisible by 11

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

풀이 과정
전략 관점 바꾸기

경기 수를 라운드별로 하나하나 세려면 부전승과 매 라운드 살아남는 선수 수를 계속 따라가야 해서 번거롭고 실수하기 쉽다. 도구 #16(관점 바꾸기)은 질문을 바꾼다. 경기를 세는 대신 탈락하는 선수를 세는 것이다. 경기 한 번마다 선수가 정확히 한 명 탈락하므로, 경기 수와 탈락자 수는 같은 수이기 때문이다. 이어서 도구 #9(더 쉬운 문제로 줄이기)로 세기가 아주 쉬워진다. 100명 중 우승자 1명을 남기려면 정확히 99명이 탈락해야 하고, 부전승 숫자는 아무 상관이 없어진다. 마지막으로 도구 #3(가능성 지우기)으로 99를 다섯 보기와 대조해 맞는 것을 고른다.

1STEP 1

경기 하나에 패자 하나 짝짓기

경기마다 패자가 정확히 한 명 나와 탈락하므로, 경기 수는 탈락자 수와 같다.

2STEP 2

탈락하는 인원 세기

우승자만 지지 않으므로 100 - 1 = 99명이 탈락하고, 경기는 99번이다. 부전승은 무관하다.

100 - 1 = 99 경기
3STEP 3

99를 보기와 대조하기

99 = 3 × 3 × 11이라 합성수·홀수이고 5나 7로도 나누어지지 않는다. 11만 나누므로 (E)이다.

99 = 3² × 11 → 11 ∣ 99 → (E)
정답
11로 나누어떨어진다
라운드별로 빠르게 검산해도 99가 확인된다. 1라운드는 짝지은 72명이 36경기를 치러 부전승 28명 + 승자 36명 = 64명이 남는다. 이어서 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 63경기로 64명을 1명까지 줄인다. 합계 36 + 63 = 99로 탈락자 수와 정확히 일치한다. 99 = 9 × 11은 11로 나누어떨어지고 다른 보기에는 해당하지 않으므로, (E)가 유일하게 맞는 설명이다.
💡핵심 정리

경기 수를 구하려면 경기를 세지 말고 누가 탈락하는지 세라. 우승자가 한 명이면 나머지 99명이 각각 한 번씩 졌으니 경기는 99번이다.

  • 경기 하나에 패자 하나 짝짓기
  • 탈락하는 인원 세기
  • 99를 보기와 대조하기