AMC 10 · 2002 · #13

학년 9 algebra
absolute-valuequadratic-equationsfraction-arithmetic casework ↑ 선수 지식: absolute-valuequadratic-equations
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
서로 다른 두 양수 a와 b가 각각 같은 성질을 가집니다: 그 수와 그 수의 역수가 정확히 1만큼 차이 납니다. a + b의 값을 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
1
(B)
2
(C)
$\sqrt 5$
(D)
$\sqrt 6$
(E)
3
풀이 과정
전략 대수로 바꾸기

"역수와 1만큼 차이 난다"는 성질은 수 하나에 대한 문장이므로, 도구 #4(변수 도입하기)로 문자 x 하나가 a와 b 어느 쪽이든 대신하게 하고, 도구 #13(대수로 바꾸기)으로 그 성질을 방정식으로 만듭니다. 서둘러서는 안 되는 것은 "차이 난다"라는 말입니다: 여기에는 절댓값이 숨어 있으므로, 정직한 번역은 방정식 하나가 아니라 둘입니다. x - 1/x = 1만 풀면 양수 하나만 나와서 문제의 두 번째 수가 사라져 버립니다. 그다음 도구 #3(가능성 지우기)이 문제가 요구하는 걸러내기를 합니다 — 대수에서 네 개의 해가 나오고, "양수"라는 말이 그중 둘만 남깁니다. 도구 #15(다르게 정리하기)는 검토 단계에서 쓰는 더 짧은 두 번째 경로를 제공합니다.

1STEP 1

성질을 하나의 조건으로 쓰기

차가 1이라는 것은 거리이므로 두 경우 모두다: x - 1/x = 1 또는 1/x - x = 1.

| x - 1/x | = 1 ⇔ x - 1/x = 1 또는 1/x - x = 1
2STEP 2

역수 없애기

각 식에 x를 곱하면 역수가 사라져 x²-x-1 = 0과 x²+x-1 = 0이 된다.

x² - x - 1 = 0 또는 x² + x - 1 = 0
3STEP 3

양수인 해만 남기기

음수 근을 버리면 양수 둘 (1+√5)/2와 (-1+√5)/2가 남는다.

x = (1 ± √(5))/2 또는 x = (-1 ± √(5))/2; 양수인 해: (1 + √(5))/2, (-1 + √(5))/2
4STEP 4

두 수 더하기

더하면 상수항이 상쇄되어 2√5/2 = √5, 보기 (C).

a + b = (1 + √(5))/2 + (-1 + √(5))/2 = 2√(5)/2 = √(5)
정답
√5
두 수를 원래 문장에 넣어 확인합니다. a = (1 + √(5))/2 ≈ 1.618의 역수는 약 0.618이고 1.618 - 0.618 = 1입니다. b = (-1 + √(5))/2 ≈ 0.618의 역수는 약 1.618이고 1.618 - 0.618 = 1입니다. 둘 다 양수이고, 서로 다르며, 각각 자기 역수와 1만큼 차이 납니다 — 모든 조건이 성립합니다. 합은 약 2.236이고 √(5) ≈ 2.236, √(6) ≈ 2.449이므로, 소수 확인은 (C)를 단지 뒷받침하는 데 그치지 않고 가장 가까운 경쟁 선택지와 갈라 줍니다.
💡핵심 정리

"차이 난다"에는 절댓값이 숨어 있으니 두 방향을 모두 살펴라 — 그런 다음 "양수"라는 말이 문제가 원하지 않던 해를 버리게 하라.

  • 성질을 하나의 조건으로 쓰기
  • 역수 없애기
  • 양수인 해만 남기기
  • 두 수 더하기