경시 · AMC 대비 · 4단계 중 4

AMC 10 · 2007B · #7

학년 8 geometry-2d
equilateral-triangleangle-sum-triangleisosceles-triangle identify-subproblems ↑ 선수 지식: angle-sum-triangle
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
볼록 오각형 ABCDE에서 다섯 변의 길이가 모두 같고, A와 B에서의 각이 모두 90°이다. E에서의 각의 크기를 도(degree) 단위로 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
90
(B)
108
(C)
120
(D)
144
(E)
150

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

풀이 과정
전략 그림 그리기

각은 말로는 보기 어렵지만 그림으로는 쉽게 보이므로 도구 #1(그림 그리기)을 먼저 쓴다: ABCDE와 A, B의 두 직각을 그려 본다. 그 그림 속에 익숙한 두 도형이 숨어 있다 — 정사각형과 정삼각형이다. 그다음 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 마무리한다: E에서의 각은 하나의 각이 아니라 두 각이 겹쳐진 것(정사각형의 한 모서리 각 + 정삼각형의 한 각)이므로, 각 조각을 따로 구해서 더한다.

1STEP 1

그려서 정사각형 찾기

AB를 바닥에 길이 1로 놓으면 A와 B의 90°가 AE와 BC를 나란히 세우므로 ABCE는 한 변이 1인 정사각형입니다.

AB = BC = EA = 1, AE ⊥ AB, BC ⊥ AB
2STEP 2

정삼각형 알아채기

정사각형이므로 CE = 1이고 오각형이므로 CD = DE = 1이니, 삼각형 CDE는 정삼각형입니다.

EC = 1 = CD = DE → △ CDE 정삼각형
3STEP 3

정삼각형의 각은 각각 60도

삼각형의 세 각의 합은 180°이고 여기서는 세 각이 모두 같으므로 ∠ DEC = 60°입니다.

∠ DEC = 180°/3 = 60°
4STEP 4

E에서 두 조각을 더하기

EC가 E의 각을 정사각형의 90°와 정삼각형의 60°로 나누므로 ∠ E = 150°, 즉 선택지 (E)입니다.

∠ E = ∠ DEC + ∠ CEA = 60° + 90° = 150° → (E)
정답
150
전체 합으로 확인해 보자: 어떤 오각형이든 내각의 합은 540°이다. 여기서 ∠ A = ∠ B = 90°이고, 도형의 좌우 대칭에 의해 ∠ C = ∠ E이며 ∠ D = ∠ CDE = 60°(삼각형의 꼭대기)이다. 따라서 90 + 90 + 60 + 2∠ E = 540에서 2∠ E = 300, 즉 ∠ E = 150°로 답과 일치한다. 또한 150° < 180°이므로 볼록 조건을 만족하고, 90°보다 크다는 점도 변 ED가 수직보다 훨씬 더 기운 그림과 잘 맞는다.
💡핵심 정리

같은 길이의 변에 직각 두 개가 있으면 정사각형이 만들어지고, 남은 같은 변들은 정삼각형을 만들며, E에서의 각은 그 두 조각을 더한 것이다: 90° + 60° = 150°.

  • 그려서 정사각형 찾기
  • 정삼각형 알아채기
  • 정삼각형의 각은 각각 60도
  • E에서 두 조각을 더하기

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