경시 · AMC 대비 · 4단계 중 4

AMC 10 · 2022B · #10

학년 6 arithmetic
mean-median-mode-rangeconvert-to-algebralinear-equations-one-varsystematic-enumeration convert-to-algebraguess-and-checkidentify-subproblems ↑ 선수 지식: mean-median-mode-rangelinear-equations-one-var
📏 긴 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
카밀라가 양의 정수 다섯 개를 적었습니다. 이 다섯 수의 유일한 최빈값은 중앙값보다 2 크고, 중앙값은 평균보다 2 큽니다. 최빈값의 최솟값은?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
5
(B)
7
(C)
9
(D)
11
(E)
13

AMC 10 2022 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기

세 통계량(최빈·중앙·평균)이 한꺼번에 얽힘. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 — '정렬한 리스트는 어떻게 생겼나?', '평균 조건은 어떤 식을 주나?', '미지수를 얼마나 작게 만들 수 있나?' 셋으로 분리. 도구 #13(대수)으로 — 모양이 정해지면 M 에 대한 한 변수 방정식. 도구 #6(추측·확인)으로 — 가장 작은 합법적 x₁, x₂부터 시도, 짝홀이 안 맞으면 올림. 무거운 부등식 분석 대신 양의 정수에서 작은 방향성 추측으로 바닥값을 찾음.

1STEP 1

다섯 수 크기순 정렬하기

다섯 수를 정렬하면 중앙값은 가운데 값 M, 따라서 최빈값은 M + 2.

중앙값 = x₃ = M, 최빈값 = M + 2
2STEP 2

최빈값 자리 정하기

M + 2는 중앙값보다 크니 위 두 자리에 들어가 x₁, x₂, M, M+2, M+2, x₁ < x₂ < M 이면 최빈값이 유일.

정렬: x₁, x₂, M, M+2, M+2, 1 ≤ x₁ < x₂ < M
3STEP 3

평균 조건 식으로 쓰기

중앙값 = 평균 + 2를 적용 — 합은 x₁ + x₂ + 3M + 4, 분수를 없애면 2M = x₁ + x₂ + 14.

2M = x₁ + x₂ + 14
4STEP 4

중앙값 최소로 만들기

최빈값을 줄이려면 M 을, 즉 x₁ + x₂를 줄이면 됨 — 2M 과 14가 짝수이니 x₁ + x₂는 짝수.

x₁ + x₂는 짝수
5STEP 5

가장 작은 두 수 넣어 보기

짝수 합을 갖는 가장 작은 서로 다른 양수 x₁ = 1, x₂ = 3을 넣으면 2M = 18, 즉 M = 9 (3 < 9 ✓).

x₁ = 1, x₂ = 3 → 2M = 18 → M = 9
6STEP 6

다섯 수 모두 확인하기

집합 {1, 3, 9, 11, 11} 검산 — 평균 7, 중앙 9, 최빈 11, 최빈 - 중앙 = 2, 중앙 - 평균 = 2 모두 성립.

{1,3,9,11,11}: 평균=7, 중앙=9, 최빈=11
7STEP 7

최빈값 구하기

가장 작은 중앙값에 2를 더하면 최빈값의 최솟값은 M + 2 = 11 — 답 (D).

최빈_min = 11 → (D)
정답
11
더 작은 최빈값이 가능한지 시험. 최빈값 = 9 — M = 7, 2M = 14, x₁ + x₂ = 0 — 양의 정수 불가능. 최빈값 = 7 — M = 5, x₁ + x₂ = -4 불가능. 최빈값 = 5 — M = 3, x₁ + x₂ = -8 불가능. (A), (B), (C) 모두 탈락. (E) 13은 M = 11, x₁ + x₂ = 8로 가능은 하지만 최솟값이 아님. 최빈값 최솟값은 11로 (D)와 일치.
💡핵심 정리

이 AMC 10 문제는 사실 6학년 평균·중앙값·최빈값과 일차방정식만 알면 풀 수 있어요 — 정렬 모양 x₁, x₂, M, M+2, M+2 에서 2M = x₁ + x₂ + 14, 짝수 합을 갖는 가장 작은 서로 다른 양의 정수 1, 3을 넣으면 M = 9, 최빈값 M + 2 = 11.

  • 다섯 수 크기순 정렬하기
  • 최빈값 자리 정하기
  • 평균 조건 식으로 쓰기
  • 중앙값 최소로 만들기
  • 가장 작은 두 수 넣어 보기
  • 다섯 수 모두 확인하기
  • 최빈값 구하기

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