AMC 10 · 2008 · #10

학년 6 rate-ratio
ratefraction-arithmeticlinear-equations-one-var dimensional-analysisconvert-to-algebra ↑ 선수 지식: ratefraction-arithmetic
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
혼자 걸리는 시간을 아는 두 사람이 함께 일하지만, 합친 속도가 각자 속도의 합보다 느리다. 그래도 정해진 시간에 끝낸다. 일의 크기를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
500
(B)
900
(C)
950
(D)
1000
(E)
1900
풀이 과정
전략 단위 살펴보기

이 문제에는 서로 다른 두 단위가 숨어 있고, 그 충돌을 알아채는 것이 전부이므로 도구 #8(단위 살펴보기)이 앞장선다. 단독 속도는 완성에 걸리는 시간으로 주어지는데, 이는 일의 양을 굴뚝 단위로 재는 것이다 — 시간당 1/9 굴뚝, 1/10 굴뚝이며 굴뚝이 아무리 커도 이 수는 변하지 않는다. 반면 잡담 손실은 벽돌 단위로 주어진다 — 시간당 10개라는 평평한 개수이고, 이 역시 굴뚝의 크기를 신경 쓰지 않는다. 이 두 저울이 맞닿는 곳은 미지수 N뿐이고, 바로 그 유일한 접점이 N을 못박는다. 그 접점을 만드는 방법이 도구 #16(관점 바꾸기)이다: 둘이 해낸 일을 좇는 대신 잃어버린 일을 좇는다. 잃어버린 양이야말로 두 단위 모두로 잴 수 있는 유일한 값이기 때문이다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 분수 계산을 차례대로 정리하고, 도구 #6(추측하고 확인하기)으로 구한 수를 원래 이야기에 되돌려 넣어 마무리한다 — N이 강제될 뿐 아니라 실제로 성립함까지 보이기 위해서다.

1STEP 1

걸린 시간을 속도로 읽기

각자의 시간이 속도가 된다.

브렌다: 시간당 1/9 굴뚝. 브랜던: 시간당 1/10 굴뚝. 잡담: 시간당 벽돌 10개.
2STEP 2

말없이 일했다면 얼마나 쌓였을까

속도의 합이라면 일 하나보다 많이 했을 것이다.

1/9+1/10=19/90, 그리고 5·19/90=95/90=19/18
3STEP 3

넘친 만큼이 곧 잡담의 값

그 초과분이 느려짐이 잃게 한 만큼이다.

19/18-1=1/18 굴뚝만큼 잡담으로 손실
4STEP 4

같은 손실을 벽돌로 값 매기기

같은 손실을 실제 단위로 재면 50이다.

10 · 5=50개 손실, 따라서 굴뚝의 1/18 = 벽돌 50개
5STEP 5

조각에서 전체로 키우기

조각에서 전체로 키우면 900이다.

1/18N=50 → N=18 · 50=900
6STEP 6

900이 정말 성립하는지 확인하기

앞으로 확인해도 900이 맞는다, 보기 (E).

900/9+900/10-10=100+90-10=180, 그리고 180 · 5=900
정답
900
세 가지 점검이 모두 들어맞는다. 첫째, 시간이다. 함께 일하면 두 사람의 단독 시간보다 빨라야 하는데 5시간은 9시간과 10시간보다 넉넉히 짧다. 이야기를 전혀 안 했다면 90/19≈ 4.74시간에 끝냈을 테니, 작은 잡담 세금은 완성 시각을 그보다 조금만 뒤로 밀어야 한다 — 실제로 5는 아주 조금 뒤다. 시간당 190개 속도에 시간당 10개짜리 벌점이라는 규모와 잘 맞는다. 둘째, 정수성이다. 900이면 단독 속도가 시간당 100개와 90개로 깔끔하다. 그러려면 90의 배수여야 하는데 500, 900, 950, 1000, 1900 중 90의 배수는 900뿐이고 나머지는 1000/9≈ 111.1처럼 지저분한 속도를 만든다. 셋째, 비례다. 유도 과정에 따르면 굴뚝은 언제나 시간당 잡담 손실의 90배이므로, 시간당 20개를 잃고도 5시간에 끝내는 두 사람은 벽돌 1800개짜리 굴뚝을 쌓고 있는 셈이다. 같은 시간에 더 많이 떠들며 끝냈다면 굴뚝이 더 커야 한다는 뜻이고, 방향이 정확히 맞다.
💡핵심 정리

잃어버린 일을 두 번 재라 — 한 번은 굴뚝의 몇 분의 몇으로, 한 번은 벽돌 몇 개로. 그 두 값을 같다고 놓으면 굴뚝의 크기가 나온다.

  • 걸린 시간을 속도로 읽기
  • 말없이 일했다면 얼마나 쌓였을까
  • 넘친 만큼이 곧 잡담의 값
  • 같은 손실을 벽돌로 값 매기기
  • 조각에서 전체로 키우기
  • 900이 정말 성립하는지 확인하기