AMC 10 · 2010 · #25
학년 11 countinggeometry-2d답을 골라 클릭하세요.
원도 무수히 많고 놓는 자리도 무수히 많으므로, 도형을 유한한 무언가로 바꾸기 전에는 셀 수가 없다. 도구 #16(관점 바꾸기)이 그 역할을 한다. 네 변의 길이를 반시계 방향으로 읽으면 사각형은 구슬 네 개짜리 목걸이 (a,b,c,d)가 되고, 네 번의 순환 이동을 같은 것으로 본다. 이 맞바꿈이 정당하려면 목걸이가 도형의 완전한 대역이어야 하고, 그러려면 서로 다른 두 도형이 같은 목걸이를 갖지 않는다는 것과 정당한 목걸이는 모두 실제 도형으로 실현된다는 것, 두 가지를 각각 증명해야 한다. 둘 다 결정적이고 둘 다 건너뛰기 쉽다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)이 첫째를 준다. 대각선으로 자르면 코사인법칙이 한 각을, 따라서 도형 전체를 확정한다. 도구 #14(극단의 원리)가 둘째의 경계를 준다. 도형은 어떤 코사인 값이 [-1,1] 안에 엄격히 머무는 동안에만 존재하고, 그 조건은 '모든 변이 15 이하'로 번역된다. 도구 #1(그림 그리기)은 삼각형 두 개를 다시 붙여 그 도형이 정말로 있음을 보인다. 세기는 그다음이며, 도구 #16은 여백을 세는 방식으로 전체 4-순서쌍에서 큰 변이 있는 것을 뺀다. 마지막 단계가 보기 세 개를 갈라놓는다. 목걸이 세기는 '4로 나누기'가 아니다. 순환 이동으로 자기 자신이 되는 목걸이가 몇 개 있기 때문이다. 그래서 도구 #2(빠짐없이 나열하기)로 순서쌍을 회전대칭 정도에 따라 분류한다. 도구 #3과 #15는 함정 보기를 지우고 다른 방식으로 다시 세어 마무리한다.
도형을 목걸이로 바꾸기
세는 대상은 순환 목록이다.
도형을 밀고 돌려도 반시계로 돌며 만나는 길이들은 바뀌지 않고, 어디서 출발했는지만 바뀐다.
8.G.A.2Visualize Spatial Relationships목걸이가 도형을 확정한다
원 위에서는 목록이 도형을 결정한다.
대각선으로 자르면 두 삼각형이 같은 대각선에 대해 합의를 봐야 하고, 그 합의 하나가 각의 자유를 모두 없앤다.
11.G-SRT.D.10Identify Subproblems어떤 목걸이가 가능한가
어떤 변도 나머지 셋을 넘지 않으면 목록이 가능하다.
코사인은 -1과 1 사이에 갇혀 있고, 그 갇힘이 바로 한 변이 나머지 셋을 넘어설 수 없다는 규칙이다.
코사인은 마이너스 1과 1 사이에 갇히며, 그 갇힘이 바로 어느 변도 나머지 셋을 넘지 못한다는 규칙이다.
▸ 왜?
변을 알면 그 맞은편 각은 변만으로 정해진다.
▸ 왜?
그 범위 밖의 코사인은 변이 닫히지 못하는 도형을 말하는 것이며, 변에 관한 규칙이 바로 그것을 막는다.
가능한 목걸이는 모두 실제로 만들어진다
가능한 목록은 모두 실제로 어떤 도형이 만든다.
대각선이 일치하고 마주 보는 두 각의 합이 180^°인 삼각형 둘은 원 위에 앉을 수밖에 없는 사각형으로 맞물린다.
10.G-C.A.3Draw A Diagram먼저 순서쌍을 세기
먼저 순서쌍을 세면 2255다.
불가능한 쪽이 오히려 말하기 쉽고, 큰 성분은 언제나 하나뿐이라 빼기가 깔끔하다.
11.S-CP.B.9Change Focus Count The Complement회전대칭으로 분류하기
회전대칭이 그것을 세 묶음으로 나눈다.
정사각형은 90^°마다, 직사각형은 180^°마다 자기 자신이 되므로 그런 순서쌍은 남들보다 적게 세어진다.
10.G-CO.A.3Make A Systematic List세 묶음을 더하기
묶음을 더하면 568, 보기 (C).
덩치는 560이고, 승부는 대칭 덕분에 4로 나뉘지 않은 여덟 개의 목록에서 갈린다.
11.S-CP.B.9Eliminate Possibilities대칭 유형으로 다시 세기
대칭 유형으로 다시 세도 568이다.
어떤 변이 겹치는지로 묶는 것은 전혀 다른 장부이므로, 그 결과가 딱 맞는 것은 되풀이가 아니라 진짜 증거이다.
11.S-CP.B.9Organize Information In More Ways원에 내접한 사각형은 변 네 개의 순환 순서만으로 완전히 결정되므로 도형 세기는 사실 구슬 네 개짜리 목걸이 세기이고, 목걸이 세기는 결코 그냥 4로 나누는 일이 아니다.
- 도형을 목걸이로 바꾸기
- 목걸이가 도형을 확정한다
- 어떤 목걸이가 가능한가
- 가능한 목걸이는 모두 실제로 만들어진다
- 먼저 순서쌍을 세기
- 회전대칭으로 분류하기
- 세 묶음을 더하기
- 대칭 유형으로 다시 세기