AMC 10 · 2010 · #3

학년 6 geometry-2d
area-rectanglespercentageratio-proportion convert-to-algebraspatial-visualization ↑ 선수 지식: area-rectangles
📏 긴 풀이 💡 3 개 인사이트 📊 도형
문제
직사각형과 정사각형이 겹치고, 겹친 부분이 각각의 정해진 비율이다. 직사각형 두 변의 비를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
4
(B)
5
(C)
6
(D)
8
(E)
10
풀이 과정
전략 변수 도입하기

문제에는 몇 센티미터라는 수치가 하나도 없으므로, 도구 #4(변수 도입하기)로 정사각형의 한 변을 a라 놓고 나머지 길이를 모두 a의 배수로 다룬다. 대수를 시작하기 전에 도구 #1(그림 그리기)로 이 문제 전체가 걸려 있는 한 가지 사실을 확정한다. 겹친 부분은 정사각형의 폭 전체와 직사각형의 높이 전체를 지나는 띠라는 사실이다. 퍼센트는 바로 이 띠에 붙는다. 퍼센트만 놓고 보면 50%와 20%는 직사각형 넓이가 정사각형 넓이의 2/5라는 것만 말해 주고, 이것으로는 변의 비가 정해지지 않는다. 띠 모양을 손에 쥔 뒤에는 도구 #13(대수로 바꾸기)으로 각 퍼센트를 길이 관계 하나씩으로 바꾸고, 마지막에 도구 #6(추측하고 확인하기)으로 그 치수를 가진 직사각형과 정사각형을 실제로 만들어 그런 그림이 정말 존재함을 확인한다.

1STEP 1

겹친 부분의 정체 보기

겹친 부분은 정사각형의 폭 전체를 지나는 띠다.

겹친 넓이 = (정사각형의 폭 전체) × AD
2STEP 2

정사각형의 한 변에 이름 붙이기

정사각형의 변에 이름을 붙이면 모든 넓이를 쓴다.

[EFGH] = a², [ABCD] = AB × AD, 겹친 넓이 = a × AD
3STEP 3

20%가 AD를 결정한다

한 백분율이 직사각형의 짧은 변을 정한다.

a · AD = 1/5a² → AD = a/5
4STEP 4

50%가 AB를 결정한다

다른 하나가 긴 변을 정한다.

a · AD = 1/2(AB · AD) → a = 1/2AB → AB = 2a
5STEP 5

두 변을 나누기

나누면 비는 10이다.

AB/AD = 2a/a/5 = 2a · 5/a = 10
6STEP 6

하나 만들어 확인하기

예를 만들어 보면 10이 확인된다, 보기 (E).

a=10: [EFGH]=100, [ABCD]=20 · 2=40, 겹친 넓이=10 · 2=20; 20/40=50%, 20/100=20%, AB/AD=10
정답
10
두 가지로 빠르게 점검하자. 첫째, 크기다. 공유하는 띠는 직사각형의 절반이지만 정사각형의 1/5일 뿐이므로, 직사각형의 넓이는 정사각형 넓이의 0.2/0.5 = 2/5이다. 넓이는 작은데 길이는 정사각형의 폭보다 길다. 길지만 넓이가 작은 도형은 매우 얇을 수밖에 없으므로 변의 비가 크게 나오리라 예상되고, 10은 주어진 보기 중 가장 큰 값이다. 둘째, 마지막 단계에서 만든 10 × 10 정사각형과 20 × 2 직사각형은 두 퍼센트 조건을 정확히 만족한다. 즉 10은 강제될 뿐 아니라 실제로 실현된다. 이 논증의 무게가 어디에 실려 있는지도 기억하자. 두 퍼센트만으로는 [ABCD] = 2/5[EFGH], 곧 넓이 하나가 정해질 뿐 모양은 정해지지 않는다. 그 넓이 관계를 AD = a/5와 AB = 2a라는 두 길이 사실로 바꿔 주는 것은 띠의 기하, 즉 겹친 부분이 정사각형의 폭 전체와 직사각형의 높이 전체를 지난다는 사실이다.
💡핵심 정리

색칠된 띠는 같은 조각을 두 번 보는 것이다. 한 번은 직사각형의 절반으로, 한 번은 정사각형의 1/5로. 그 두 시선이 각각 변 하나의 길이를 정사각형의 한 변에 견주어 알려 준다.

  • 겹친 부분의 정체 보기
  • 정사각형의 한 변에 이름 붙이기
  • 20%가 AD를 결정한다
  • 50%가 AB를 결정한다
  • 두 변을 나누기
  • 하나 만들어 확인하기