AMC 10 · 2004 · #7

학년 4 geometry-3d
spatial-visualizationmulti-digit-arithmetic pattern-recognitionidentify-subproblems ↑ 선수 지식: multi-digit-arithmetic
📏 중간 풀이 💡 1 개 인사이트
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문제
오렌지를 쌓는데 맨 아래층은 5개 곱하기 8개의 직사각형이다. 위층의 각 오렌지는 바로 아래 네 개의 오렌지가 만드는 오목한 자리에 놓인다. 이 쌓기는 한 줄짜리 오렌지로 마무리된다. 쌓은 오렌지의 총 개수를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
96
(B)
98
(C)
100
(D)
101
(E)
134

AMC 10 2004 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 공간 상상하기

이 문제의 핵심은 기하 구조를 보는 것이다(도구 #17). 네 개의 오목한 자리에 놓인 오렌지는 네 오렌지가 만나는 빈틈 위에 놓이므로, 아래층의 줄과 줄 사이, 열과 열 사이에 자리한다. 그래서 새 층은 아래층보다 각 변을 따라 오렌지가 하나씩 적다. 이를 알고 나면 크기들이 뚜렷하게 줄어드는 패턴을 이룬다(도구 #5): 5×8, 그다음 4×7, 그다음 3×6 등. 마지막으로 쌓기를 간단한 작은 문제들로 나눈다(도구 #7): 각 직사각형 층은 두 변의 길이를 곱해 세고, 그 층들을 더한다. 함정 답은 쌓기가 어떻게 끝나는지 잊거나 마지막 층을 잘못 세는 것이다.

1STEP 1

각 층이 변마다 하나씩 작아지는 이유 보기

각 오렌지는 아래 네 개가 만나는 빈틈에 놓이므로 m×n 층은 (m-1)×(n-1) 층을 받친다.

m × n 층 → (m-1) × (n-1) 위층
2STEP 2

모든 층의 크기를 나열하기

5×8 바닥에서 각 변을 1씩 줄이면 5×8, 4×7, 3×6, 2×5, 1×4가 되고, 1×4가 마무리하는 한 줄이다.

5{×}8, 4{×}7, 3{×}6, 2{×}5, 1{×}4
3STEP 3

각 층의 오렌지 세기

각 층은 직사각형이니 두 변을 곱하면 아래부터 40, 28, 18, 10, 4이다.

40, 28, 18, 10, 4
4STEP 4

층을 모두 더해 총합 구하기

다섯 수를 더하면 40+28+18+10+4 = 100개, 즉 선택지 (C)이다.

40+28+18+10+4 = 100 → (C)
정답
100
바닥만 해도 5×8=40개이고 위 층마다 더 작아지므로, 총합은 40보다는 많되 크게 많지는 않아야 한다. 줄어드는 다섯 층이 100에 이르는 것은 알맞다. 바닥의 두 배가 조금 넘지만, 훨씬 더 많거나 큰 층이 필요할 134보다는 한참 아래다. 또 96(바닥에 대충 더한 값)보다 조금 위이고, 층별로 꼼꼼히 더하면 깔끔하게 100에 떨어지므로 (C)가 타당하고 (E)는 분명히 너무 크다.
💡핵심 정리

각 오렌지는 아래 네 오렌지 사이의 빈틈에 얹히니 층마다 변이 하나씩 작아진다. 각 층의 두 변을 곱해 더하면 40+28+18+10+4 = 100.

  • 각 층이 변마다 하나씩 작아지는 이유 보기
  • 모든 층의 크기를 나열하기
  • 각 층의 오렌지 세기
  • 층을 모두 더해 총합 구하기