AMC 10 · 2010 · #2

학년 4 geometry-2d
area-rectanglesarea-differencelinear-equations-one-var identify-subproblemsarea-difference ↑ 선수 지식: area-rectangles
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트 📊 도형
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문제
모든 모서리가 직각인 여섯 변 도형에서 네 변만 길이가 주어졌다. 둘러싼 넓이를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
22
(B)
24
(C)
26
(D)
28
(E)
30
풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기

L 자체에는 넓이 공식이 없지만, L은 넓이 공식이 있는 직사각형들로 이루어져 있다. 그래서 Tool #7(작은 문제로 쪼개기)로 직사각형으로 잘라 더한다. 그런데 걸림돌이 먼저 있다. 여섯 변 중 두 개에는 숫자가 없고, 어떻게 자르든 그 두 길이 중 하나가 필요하므로, 그것을 확정하기 전에는 아무것도 곱할 수 없다. Tool #4(변수 도입하기)로 그 두 변에 이름을 붙이고, Tool #13(대수로 바꾸기)로 유일하게 쓸 수 있는 구조적 사실 — 경계가 닫혀 있다는 것 — 에서 값을 강제한다. 길이가 모두 정해지면 Tool #16(관점 바꾸기)으로 바깥에서 안으로 넓이를 다시 계산한다. L을 채워 큰 직사각형으로 만든 뒤 빠진 조각을 빼는 방식으로, 잘라 더한 결과를 검산한다.

1STEP 1

길이가 없는 두 변에 이름 붙이기

두 변에 길이가 없으니 이름을 붙인다.

a=안쪽 가로 변, b=안쪽 세로 변
2STEP 2

닫힌 경계로 a와 b 구하기

고리를 닫으면 길이를 되찾는다.

5 = a + 2 → a = 3, 2 + b = 8 → b = 6
3STEP 3

L을 직사각형 두 개로 자르기

직사각형 둘로 자르면 22다.

2 × 8 + 3 × 2 = 16 + 6 = 22
4STEP 4

큰 직사각형으로 채워서 검산하기

큰 직사각형으로 채워 봐도 22다.

5 × 8 - 3 × 6 = 40 - 18 = 22 → (A)
정답
22
여기서는 범위만으로는 부족하다. L은 5 × 8 직사각형 안에 들어가고 2 × 8인 긴 팔을 품고 있으므로 넓이는 16과 40 사이인데, 선택지가 모두 그 조건을 만족한다. 그래서 곱하는 대신 단위정사각형을 직접 센다. 높이 0에서 1, 1에서 2인 아래 두 줄은 가로로 정사각형이 5개씩이라 10개이다. 그 위로 높이 2에서 8까지의 줄들은 가로로 2개씩이고 줄이 6개이므로 12개이다. 합하면 10 + 12 = 22개로, 넓이 공식을 쓰지 않고 세기만 해서 얻은 값이다. 일치한다.
💡핵심 정리

도형이 변의 길이 일부를 숨기고 있으면 한 바퀴 빙 둘러 걸어 보라 — 그 여행은 반드시 닫혀야 하고, 그 사실만으로 빠진 길이가 나온다.

  • 길이가 없는 두 변에 이름 붙이기
  • 닫힌 경계로 a와 b 구하기
  • L을 직사각형 두 개로 자르기
  • 큰 직사각형으로 채워서 검산하기