AMC 10 · 2007 · #4

학년 6 rate-ratio
rateunit-conversionweighted-average dimensional-analysisidentify-subproblems ↑ 선수 지식: rate
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
어떤 여정이 짧고 빠른 구간과 길고 느린 구간으로 이루어져 있다. 전체 여정의 평균 속력을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
7
(B)
9
(C)
10
(D)
12
(E)
14
풀이 과정
전략 단위 살펴보기

속력, 시간, 거리는 마일=마일/시간×시간으로 서로 묶여 있는데, 문제는 일부러 시속 마일 옆에 분 단위 시간을 놓았다. 그래서 도구 #8(단위 살펴보기)이 계산을 바로잡아 준다: 먼저 시간을 시간 단위로 고친다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)은 이동을 속력이 일정한 두 구간으로 나누고, 각 구간은 깔끔한 곱셈 하나가 된다. 그다음 도구 #4(변수 도입하기)로 답을 v라 이름 붙이고 평균 속력의 뜻 — 같은 전체 거리를 같은 전체 시간에 이동하게 하는 일정한 속력 — 을 그대로 적는다. 도구 #13(대수로 바꾸기)이 그 문장을 방정식으로 만든다. 이렇게 세우면 (16+4)/2 함정에 빠질 수가 없다. 어느 단계에서도 속력끼리의 평균을 묻지 않기 때문이다.

1STEP 1

두 시간을 모두 시간 단위로 바꾸기

단위를 맞추면 전체 시간이 2다.

30분=30/60시간=1/2시간, 90분=90/60시간=3/2시간, 전체 시간=2시간
2STEP 2

각 구간의 거리 구하기

각 구간의 거리를 더하면 14다.

16×1/2=8, 4×3/2=6, 전체 거리=8+6=14마일
3STEP 3

평균 속력의 뜻을 그대로 적기

평균 속력은 전체 나누기 전체다.

v × 2=14
4STEP 4

평균 속력 구하기

나누면 7로 단순 중간값보다 훨씬 낮다, 보기 (A).

2v=14 → v=14/2=7 → (A)
정답
7
답에서 거꾸로 이동을 복원해 보자. 시속 7마일로 2시간을 가면 7×2=14마일이고, 이는 실제로 이동한 8+6과 정확히 같다. 즉 7은 자신이 만들어진 정의를 그대로 만족한다. 두 번째 독립적인 확인은 기준선을 이용한다. 만약 2시간 내내 시속 4마일로 걸었다면 8마일을 갔을 것이다. 실제로 자전거를 탄 1/2시간은 그보다 16-4=12만큼 빨랐으므로 12×1/2=6마일을 더 벌었고, 따라서 실제 거리는 8+6=14마일, 평균은 4+6/2=7시속 마일이다. 다른 경로로도 같은 값이 나온다. 크기도 자연스럽다. 두 속력의 어떤 평균이든 반드시 4와 16 사이에 있어야 하고, 시간의 3/4을 느린 속력으로 보냈으므로 16보다 4에 훨씬 가까워야 한다. 이것만으로 10, 12, 14가 제거되고, 정확한 가중치가 값을 9가 아니라 7로 못 박는다.
💡핵심 정리

평균 속력은 전체 거리를 전체 시간으로 나눈 값이다. 두 속력을 그냥 평균 내는 것은 각각에 같은 시간을 썼을 때만 통한다.

  • 두 시간을 모두 시간 단위로 바꾸기
  • 각 구간의 거리 구하기
  • 평균 속력의 뜻을 그대로 적기
  • 평균 속력 구하기