AMC 10 · 2003 · #7

학년 7 geometry-2d
polygon-inequalitysystematic-enumeration bound-inequality-then-enumeratesystematic-enumeration ↑ 선수 지식: polygon-inequality
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
세 변의 길이가 모두 자연수이고 그 합(둘레)이 7인 삼각형의 개수를 구하라. 단, 모양과 크기가 같은(합동인) 두 삼각형은 하나로만 센다.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
1
(B)
2
(C)
3
(D)
4
(E)
5
풀이 과정
전략 빠짐없이 나열하기

둘레가 고정된 정수 변 삼각형이 "몇 개"인지 묻는 것은 유한한 세기 문제이므로 — 도구 #2(빠짐없이 나열하기)가 바로 이런 경우를 위한 것이고, 변을 a ≤ b ≤ c 순서로 쓰면 목록이 중복 없이 완전해진다. 도구 #14(극단의 원리)가 먼저 탐색 범위를 줄인다: 가장 긴 변 c가 가장 빡빡한 제약이며, 삼각형 부등식이 그 크기의 상한을 정해 나열을 시작하기도 전에 c를 하나의 값으로 못 박는다. 도구 #3(가능성 지우기)이 마지막 걸러 내기를 한다: 정수 변 조합을 나열한 뒤 삼각형 부등식을 어기는 것을 버리고, 남은 것을 센다.

1STEP 1

가장 긴 변의 범위 정하기

변을 정렬해 가장 긴 것을 c라 하면 삼각형 조건은 7 빼기 c가 c보다 크다가 된다.

a+b > c → 7-c > c
2STEP 2

가장 긴 변을 하나의 값으로 확정하기

c가 가장 길다는 사실과 함께 풀면 c = 3으로 확정되고 나머지 합은 4다.

7-c > c → c < 3.5, c ≥ 7/3 → c=3, a+b=4
3STEP 3

변 조합을 나열하고 진짜 삼각형만 남기기

나뉘는 방법은 (1,3,3)과 (2,2,3)이고 둘 다 진짜 삼각형이라 개수는 2, 보기 (B).

(1,3,3): 1+3 > 3 ✓ (2,2,3): 2+2 > 3 ✓ → 2 개의 삼각형 (B)
정답
2
삼각형 규칙을 잠시 무시하고 a+b+c=7을 만족하는 정수 변 a ≤ b ≤ c를 그냥 나열해 점검한다: (1,1,5),(1,2,4),(1,3,3),(2,2,3) — 네 가지 조합이다. 앞의 두 개는 삼각형 부등식을 어긴다(1+1 < 5, 1+2 < 4: 너무 납작해서 닫히지 않는다). 그래서 앞에서 찾은 두 개 (1,3,3)과 (2,2,3)만 남는다. 이는 답이 2임을 확인하고, 답이 더 큰 4(선택지 D)가 아닌 이유도 보여 준다.
💡핵심 정리

둘레가 정해진 정수 변 삼각형에서는, 먼저 삼각형 부등식으로 가장 긴 변의 범위를 좁힌 다음, 남는 몇 안 되는 변 조합을 나열하라.

  • 가장 긴 변의 범위 정하기
  • 가장 긴 변을 하나의 값으로 확정하기
  • 변 조합을 나열하고 진짜 삼각형만 남기기