AMC 10 · 2007 · #12

학년 4 arithmetic
complementary-countingcombinations-basicexponents complementary-counting ↑ 선수 지식: complementary-counting
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문제
두 명의 가이드가 여섯 명의 관광객을 인솔합니다. 두 가이드는 그룹을 나누기로 했고, 각 관광객은 두 가이드 중 한 명을 골라야 합니다. 단, 각 가이드는 적어도 한 명의 관광객을 맡아야 합니다. 가이드와 관광객으로 이루어진 서로 다른 그룹 배정이 몇 가지인지 세어 보세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
56
(B)
58
(C)
60
(D)
62
(E)
64

AMC 10 2007 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 관점 바꾸기

'각 가이드는 적어도 한 명을 맡아야 한다'는 표현은 도구 #16(관점 바꾸기, 여집합 세기)의 전형적인 신호입니다. 규칙을 지키는 나눔을 곧바로 세는 대신, 규칙 없이 모든 나눔을 센 다음, 규칙을 어기는 몇 가지만 빼면 됩니다. 모든 나눔을 세는 일은 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 쉬워집니다. 각 관광객의 선택이 서로 독립인 작은 결정이고, 독립인 선택들은 곱해지기 때문입니다. 규칙을 어기는 나눔은 모두가 한 가이드에게 몰리는 두 경우뿐이므로, 빼는 일은 단 한 번의 뺄셈입니다. 도구 #2(빠짐없이 나열하기)는 그룹 크기별로 세어 독립적으로 확인해 줍니다.

1STEP 1

규칙 무시하고 모든 나눔 세기

규칙을 잠시 잊으면 여섯 명이 각자 A나 B를 자유롭게 고르므로 나눔은 2⁶ = 64 가지입니다.

2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 2⁶ = 64
2STEP 2

규칙을 어기는 나눔 찾기

한 가이드가 비는 경우는 전원이 다른 가이드를 고를 때뿐이라, 규칙을 어기는 나눔은 딱 2 가지입니다.

어기는 경우 = 1_모두 A + 1_모두 B = 2
3STEP 3

빼서 답 구하기

전체에서 두 경우를 빼면 64 - 2 = 62 가지가 남고, 이것이 보기 (D)입니다.

64 - 2 = 62 → (D)
정답
62
답 62는 보기의 범위(56에서 64) 안에 있고, 규칙 없는 전체 수 64보다 딱 2 작습니다. 규칙을 어기는 나눔이 두 가지뿐이라는 사실과 맞아떨어집니다. 또한 62는 짝수인데, 그래야 맞습니다. 규칙을 지키는 모든 나눔은 두 가이드를 서로 바꾼 거울짝과 짝지을 수 있어서, 규칙을 지키는 나눔이 짝을 이루어 개수가 짝수가 되기 때문입니다.
💡핵심 정리

'양쪽 모두 적어도 하나씩'이라는 규칙이 있으면, 먼저 가능한 모든 나눔을 센 다음, 한쪽을 비우는 몇 가지만 빼면 됩니다.

  • 규칙 무시하고 모든 나눔 세기
  • 규칙을 어기는 나눔 찾기
  • 빼서 답 구하기