AMC 10 · 2003 · #7

학년 8 algebra
linear-diophantinesystems-of-equationsunit-conversion convert-to-algebraextreme-principle ↑ 선수 지식: linear-equations-two-var
📏 긴 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
저금통에 동전이 정확히 100개 들어 있고, 각각 니켈, 다임, 쿼터 중 하나이며 전체 금액은 835센트이다. 어떤 종류는 하나도 없을 수 있다. 다임의 개수가 될 수 있는 가장 큰 값과 가장 작은 값이 얼마나 떨어져 있는지 구하라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
0
(B)
13
(C)
37
(D)
64
(E)
83
풀이 과정
전략 대수로 바꾸기

같은 동전 더미에 대해 개수와 금액이라는 두 가지 사실이 주어졌으므로, 도구 #13(대수로 바꾸기)으로 각 사실을 식 하나로 바꾸고 둘을 합쳐 쓴다. 묻는 것은 다임뿐이지만 도구 #4(변수 도입하기)로 세 개수를 모두 이름 붙인다. 개수를 맞춰 주는 것은 니켈이고, 다임의 개수를 밀어 움직이는 것은 쿼터이기 때문이다. 식 두 개로 미지수 셋을 정할 수는 없으므로 가능한 동전 더미가 한 무리를 이룬다. 도구 #14(극단의 원리)는 그 무리의 양쪽 끝만 묻는데, 문제에 필요한 것이 딱 그것이다. 도구 #8(단위 살펴보기)은 작지만 꼭 필요한 첫 수를 둔다. 달러가 아니라 센트로 계산하면 눈에 보이는 모든 수가 정수가 된다.

1STEP 1

달러 대신 센트로 계산하기

센트로 계산하면 모든 수가 정수가 되어 합계는 835다.

8.35 = 835 센트, 니켈=5, 다임=10, 쿼터=25
2STEP 2

세 개수에 모두 이름 붙이기

세 개수에 이름을 붙이면 개수 식과 금액 식이 나온다.

a+b+c=100 5a+10b+25c=835 a,b,c ≥ 0 인 정수
3STEP 3

니켈 없애기

5로 나누고 빼면 니켈이 사라져 b + 4c = 67이 남는다.

(5a+10b+25c)/5=a+2b+5c=167 ⟹ (a+2b+5c)-(a+b+c)=167-100 ⟹ b+4c=67
4STEP 4

니켈이 음수가 되지 않는지 확인하기

되짚어 보면 니켈은 33 더하기 3c로 항상 양수라 막히는 것이 없다.

b=67-4c ⟹ a=100-b-c=33+3c ≥ 33 > 0
5STEP 5

c 를 양쪽 끝까지 밀어 보기

쿼터를 양쪽 끝까지 밀면 다임은 3부터 67까지, 차이는 64, 보기 (D).

c=0 → b=67 (최대); 4c ≤ 67 → c ≤ 16 → b=67-64=3 (최소); 67-3=64 → (D)
정답
64
양쪽 끝의 동전 더미를 실제로 만들어 확인할 수 있다. 다임이 최대인 경우는 니켈 33개, 다임 67개, 쿼터 0개로 동전 수는 33+67+0=100이고 금액은 165+670+0=835센트이다. 다임이 최소인 경우는 니켈 81개, 다임 3개, 쿼터 16개로 동전 수는 81+3+16=100이고 금액은 405+30+400=835센트이다. 둘 다 유효하므로 차는 적어도 64이고, b=67-4c 는 어떤 더미도 이 두 끝을 넘지 못함을 보여 준다. 다른 선택지는 곧바로 지워진다. (A) 0은 다임 개수가 하나로 정해진다는 뜻인데, 방금 서로 다른 두 더미를 만들었다. (E) 83은 다임이 83개 이상인 더미를 요구하지만 b=67-4c ≤ 67이다. (B) 13과 (C) 37은 두 끝 중 어느 쪽도 아니다.
💡핵심 정리

식 두 개로 미지수 셋을 정할 수 없을 때는 관계 하나로 줄인 뒤 남은 미지수를 양쪽 끝까지 밀어 보라. 답은 가운데가 아니라 끝에 있다.

  • 달러 대신 센트로 계산하기
  • 세 개수에 모두 이름 붙이기
  • 니켈 없애기
  • 니켈이 음수가 되지 않는지 확인하기
  • c 를 양쪽 끝까지 밀어 보기