AMC 10 · 2009 · #11

학년 6 algebra
sequences-geometricfraction-arithmeticpattern-recognition pattern-recognition ↑ 선수 지식: sequences-geometric
📏 긴 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
매일 정해진 혼합물을 넣고, 한 재료의 일정 비율만 남고 나머지는 먹힌다. 그 재료가 전체의 절반을 처음 넘는 날을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
Tuesday
(B)
Wednesday
(C)
Thursday
(D)
Friday
(E)
Saturday
풀이 과정
전략 패턴 찾기

다른 씨앗은 쉬운 쪽이다. 새들이 매일 전부 먹어치우므로, 씨앗을 넣은 직후에는 언제나 정확히 3/4쿼트의 다른 씨앗만 남는다. 그러면 문제 전체가 움직이는 양 하나, 즉 밀렛에 관한 문제로 바뀐다. 도구 #4(변수 도입하기)로 n일차 밀렛을 m_n으로 놓으면 매일의 규칙 m_n+1=3/4 m_n+1/4이 잡힌다. 도구 #6(추측하고 확인하기)으로 이 규칙을 하루씩 돌려 보고, 도구 #5(패턴 찾기)로 깔끔한 닫힌 식 m_n = 1-(3/4)ⁿ을 발견하면 이기는 조건이 한눈에 보인다.

1STEP 1

다른 씨앗은 항상 3/4로 고정

다른 재료는 날마다 고정된 양이다.

다른 씨앗 = 3/4 (항상) → 밀렛 > 3/4 필요
2STEP 2

매일의 밀렛 규칙 세우기

그래서 목표는 넘어야 할 고정된 기준이다.

m₁=1/4, m_n+1=3/4 m_n+1/4
3STEP 3

하루씩 직접 돌려 보기

남는 재료가 간단한 매일 규칙을 따른다.

m₁=1/4, m₂=7/16, m₃=37/64, m₄=175/256 < 3/4, m₅=781/1024 > 3/4
4STEP 4

숫자 뒤의 패턴 보기

하루씩 돌려 보면 다섯째 날에 넘는다.

m_n=1-(3/4)ⁿ → m_n > 3/4 ⇔ (3/4)ⁿ < 1/4
5STEP 5

이기는 첫 번째 날 찾기

일반항이 그 이유를 설명해 금요일이 된다, 보기 (D).

(3/4)⁴≈0.316 > 1/4, (3/4)⁵≈0.237 < 1/4 → n=5=금요일 → (D)
정답
금요일
4일차에 밀렛은 175/256≈0.684쿼트로 다른 씨앗 0.75쿼트에 아직 뒤진다. 그래서 목요일은 너무 이르고, (C)와 그 이전 선택지는 모두 배제된다. 5일차에 밀렛은 781/1024≈0.763으로 0.75을 근소하지만 확실하게 앞선다. 그래서 금요일이 바로 처음 넘어서는 날이다. 차이가 작지만 양수라는 점은 토요일(E)까지 지나치지 않았다는 좋은 신호다. 모든 것이 (D)와 일치한다.
💡핵심 정리

한 부분이 매일 사라졌다가 같은 크기로 다시 채워지면, 그것은 다른 부분이 그저 넘어서기만 하면 되는 고정된 목표가 된다.

  • 다른 씨앗은 항상 3/4로 고정
  • 매일의 밀렛 규칙 세우기
  • 하루씩 직접 돌려 보기
  • 숫자 뒤의 패턴 보기
  • 이기는 첫 번째 날 찾기