AMC 10 · 2004 · #3

학년 7 algebra
linear-diophantineconsecutive-integer-count convert-to-algebrabound-inequality-then-enumerate ↑ 선수 지식: linear-equations-two-var
📏 중간 풀이 💡 1 개 인사이트
문제
x + 2y = 100을 만족하는 양의 정수 순서쌍 (x,y)의 개수를 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
33
(B)
49
(C)
50
(D)
99
(E)
100
풀이 과정
전략 변수 도입하기

방정식 하나로 미지수 둘을 정할 수는 없지만, 하나를 다른 하나로 나타낼 수는 있습니다. x 에 대해 풀면 y 를 고를 때마다 x 가 정확히 하나로 정해지므로(도구 #4), 해의 순서쌍을 세는 일이 허용되는 y 값을 세는 훨씬 쉬운 일로 바뀝니다 — 변수가 둘이 아니라 하나가 됩니다. 그러면 두 개의 양수 조건이 y 의 아래 경계와 위 경계가 되고(도구 #14), 개수는 그 경계 사이의 정수의 개수일 뿐입니다(도구 #2). 이 문제의 어려움은 전부 그 범위의 양 끝에 있으므로, 두 끝점을 모두 명시적으로 확인합니다. 같은 방정식을 짝수·홀수 관점으로 다시 정리하면(도구 #15) 첫 번째 계산을 확인해 주는 독립적인 두 번째 세기를 얻습니다.

1STEP 1

x를 y로 나타내기

한 변수에 대해 풀면 다른 하나가 유일한 자유 변수가 된다.

x + 2y = 100 ⟹ x = 100 - 2y
2STEP 2

양수 조건을 y의 범위로 바꾸기

두 양수 조건이 범위 1부터 49까지로 바뀐다.

100 - 2y ≥ 1 ⟹ 2y ≤ 99 ⟹ y ≤ 49.5 ⟹ y ≤ 49
3STEP 3

양 끝 확인하기

경계를 대입하면 49는 되지만 그다음 값은 실패한다.

y=1 → x=98; y=49 → x=2; y=50 → x=0 (제외)
4STEP 4

값의 개수 세기

그 정수를 세면 49쌍, 보기 (B).

49 - 1 + 1 = 49 → (B)
정답
49
크기 확인: 2y 는 기껏해야 100 보다 조금 작으므로 y 는 최대 50 근처입니다 — 개수가 100 근처가 아니라 50 근처여야 한다는 뜻입니다. 그래서 (D) 99와 (E) 100은 바로 말이 안 됩니다. 그 값들은 x 가 1부터 100까지 거의 모든 값일 때 해가 있어야 하는데, 그중 절반은 100-x 가 홀수가 되어 2y 와 같아질 수 없기 때문입니다. 남은 두 선택지는 경계 확인으로 갈립니다: y=49는 되고 y=50은 안 되므로, 개수는 딱 떨어지는 50 보다 하나 적은 49입니다.
💡핵심 정리

방정식 하나에 미지수가 둘이면 하나를 풀어내고 다른 하나를 자유롭게 두세요 — 여기서 y 는 1부터 49까지 아무 정수나 될 수 있어 49 쌍이고, y=50은 x 를 0으로 만들기 때문에만 탈락합니다.

  • x를 y로 나타내기
  • 양수 조건을 y의 범위로 바꾸기
  • 양 끝 확인하기
  • 값의 개수 세기