AMC 10 · 2005 · #8

학년 6 number-theory
prime-factorizationdigit-constraintsplace-value bound-inequality-then-enumeratesystematic-enumeration ↑ 선수 지식: prime-factorizationplace-valuefactors
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
세 개의 숫자가 세 자리 수와 그 자릿수의 합을 동시에 만든다. 그 둘의 곱이 정확히 2005이다. 맨 앞 숫자를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
1
(B)
2
(C)
3
(D)
4
(E)
5
풀이 과정
전략 가능성 지우기

1000가지 숫자 조합을 손으로 다 살펴보는 것은 불가능하다. 그러나 이 식은 두 정수의 곱이고 2005의 약수는 매우 적다. 그러므로 2005의 약수를 모두 나열하고, 숫자가 가질 수 있는 최댓값으로 각 인수의 상한을 정한 뒤, 상한을 넘는 조합을 모두 지운다. 살아남는 조합이 하나뿐이라면 숫자들이 강제로 결정되며, 이는 우연히 맞는 조합 하나를 제시하는 것보다 훨씬 강한 결론이다.

1STEP 1

두 인수에 이름 붙이기

두 인수 모두 정수이므로 각각 곱의 약수다.

N = 100A + 10M + C, S = A + M + C, N · S = 2005
2STEP 2

2005를 완전히 인수분해하기

완전히 인수분해하면 약수가 뿐이다.

2005 = 5 · 401, 약수: 1, 5, 401, 2005
3STEP 3

숫자 제한으로 각 인수의 상한 정하기

숫자를 최대로 하면 두 인수의 상한은 999와 27이다.

N ≤ 999 그리고 S ≤ 27
4STEP 4

불가능한 조합 모두 지우기

두 상한을 모두 통과하는 조합은 하나뿐이다.

N ∈ {1, 5, 401}, S ∈ {1, 5} ⟹ (N, S) = (401, 5)
5STEP 5

401에서 숫자 되읽기

자릿값으로 숫자를 되읽으면 맨 앞은 4, 보기 (D).

100A + 10M + C = 401 ⟹ (A, M, C) = (4, 0, 1), 401 · 5 = 2005
정답
4
구한 숫자를 원래 식에 다시 넣어 본다. (100 · 4 + 10 · 0 + 1)(4 + 0 + 1) = 401 · 5 = 2005로 요구 조건과 정확히 맞는다. 게다가 이 답은 단지 모순이 없는 정도가 아니라 유일하다. 네 번째 단계의 지우기 과정에서 숫자 상한이 허용하는 모든 약수 조합을 빠짐없이 확인했고 (401, 5)만 살아남았으며, 그다음 자릿값이 (A, M, C) = (4, 0, 1)을 남김없이 확정했다. 따라서 이 식을 만족하는 다른 숫자 조합은 존재하지 않고, 나머지 네 선택지는 모두 불가능하다.
💡핵심 정리

두 정수의 곱이 정해져 있으면 먼저 그 수의 약수를 나열하라. 각 인수의 크기 제한이 대개 하나만 남겨 준다.

  • 두 인수에 이름 붙이기
  • 2005를 완전히 인수분해하기
  • 숫자 제한으로 각 인수의 상한 정하기
  • 불가능한 조합 모두 지우기
  • 401에서 숫자 되읽기