AMC 10 · 2023 · #5

학년 8 arithmetic
exponentsprime-factorizationplace-valuemulti-digit-arithmetic identify-subproblemspattern-recognition ↑ 선수 지식: exponentsprime-factorization
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
정수 8⁵ · 5¹⁰ · 15⁵십진수로 적으면 몇 자리 수가 될까요?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
14
(B)
15
(C)
16
(D)
17
(E)
18

AMC 10 2023 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기

도구 #7(작은 문제로 쪼개기)이 일을 깔끔하게 나눠줍니다: (A) 지수 법칙으로 모든 밑을 소수의 거듭제곱으로 다시 쓰고, (B) 2 와 5 를 짝지어 10 의 거듭제곱으로 뽑아내고, (C) (나머지 인수) × 10¹⁵ 의 자리 수를 셉니다. 도구 #5(패턴 찾기)가 (C) 를 받쳐줍니다 — 정수에 10¹⁵ 를 곱하면 끝에 0 이 정확히 15 개 붙는다는 자리값 패턴. 대수(#13)는 여기 어울리지 않습니다 — 이것은 순수한 지수·자리값 문제.

1STEP 1

각 밑을 소수로: 8 = 2³, 15 = 3·5. 지수 법칙으로 2¹⁵ · 5¹⁰ · 3⁵ · 5⁵ 로 펼칩니다.

8⁵ · 5¹⁰ · 15⁵ = (2³)⁵ · 5¹⁰ · (3 · 5)⁵ = 2¹⁵ · 5¹⁰ · 3⁵ · 5⁵
2STEP 2

두 5 거듭제곱의 지수를 더해 (5¹⁰ · 5⁵ = 5¹⁵) 2¹⁵ · 5¹⁵ · 3⁵ 로 모읍니다.

5¹⁰ · 5⁵ = 5¹⁵ ⟹ 2¹⁵ · 5¹⁵ · 3⁵
3STEP 3

aⁿ bⁿ = (ab)ⁿ 로 각 2 를 5 와 짝지어 10 열다섯 개를 만들면 10¹⁵ · 3⁵ 이 남습니다.

2¹⁵ · 5¹⁵ · 3⁵ = (2 · 5)¹⁵ · 3⁵ = 10¹⁵ · 3⁵
4STEP 4

남은 3⁵ 을 차례로 곱하면 3⁵ = 243.

3⁵ = 3 · 3 · 3 · 3 · 3 = 9 · 9 · 3 = 81 · 3 = 243
5STEP 5

243 에 10¹⁵ 를 곱하면 뒤에 0 이 15 개 붙어, 243 세 자리에 0 열다섯 개 — 3 + 15 = 18 자리.

N = 243 · 10¹⁵ = 243000…0₁5 개 → 3 + 15 = 18 → (E)
정답
18
크기 점검. 100 ≤ 243 < 1000 이므로 N = 243 · 10¹⁵ 은 10¹⁷ 과 10¹⁸ 사이. [10¹⁷, 10¹⁸) 의 정수는 정확히 18 자리이므로 (E) 와 일치. 로그로도 확인: log₁0(243 · 10¹⁵) = 15 + log₁0 243 ≈ 15 + 2.385 = 17.385, ⌊ 17.385 ⌋ + 1 = 18 — 자리 수 공식으로도 같은 답.
💡핵심 정리

이 AMC 10 문제는 사실 8학년 "정수 지수 법칙" 만 알면 풀 수 있어요 — 모든 2 를 5 와 짝지어 10 을 만들고, 남은 수 곱하기 10¹⁵ 가 자리 수를 알려줍니다.