AMC 10 · 2011 · #10

학년 8 geometry-2d
isosceles-triangleangle-sum-trianglethirty-sixty-ninety-triangle identify-subproblems ↑ 선수 지식: angle-sum-triangle
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
직사각형의 한 꼭짓점에서 그은 선분이 두 변과 이루는 각을 똑같이 나눈다. 그 각을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
15
(B)
30
(C)
45
(D)
60
(E)
75
풀이 과정
전략 그림 그리기

그림이 주어지지 않았으므로 먼저 직사각형을 그리고 M에서 같은 두 각을 표시한다(도구 #1). 그림을 그리면 놓치기 쉬운 두 사실이 드러난다: AB ∥ DC 때문에 ∠ AMD가 엇각으로 ∠ MDC와 같아지고, 그 결과 삼각형 CMD가 이등변삼각형이 된다. 그다음 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 이등변삼각형 단계와 직각삼각형 단계로 나누고, 도구 #4(변수 도입하기)로 직선 위 각의 합을 한 개의 방정식으로 마무리한다.

1STEP 1

직사각형을 그리고 이름 붙이기

꼭짓점에 이름을 붙이면 모든 길이가 분명해진다.

A=(0,0), B=(6,0), C=(6,3), D=(0,3), M=(m,0)
2STEP 2

엇각을 찾기

평행한 변이 엇각 한 쌍을 준다.

AB ∥ DC → ∠ AMD = ∠ MDC
3STEP 3

이등변삼각형 발견하기

그것이 한 삼각형을 이등변으로 만든다.

∠ CMD = ∠ MDC → CM = CD = 6
4STEP 4

B에서의 직각삼각형 읽기

익숙한 직각삼각형이 30도를 준다.

MB=√(6²-3²)=3√3, 3:3√3:6 → ∠ CMB = 30°
5STEP 5

직선 위 각을 더하기

직선 위의 각을 더하면 75도, 보기 (E).

2θ + 30° = 180° → θ = 75° = (E)
정답
75
∠ AMD = 75°가 앞뒤가 맞는지 확인한다. ∠ CMB = 30°이면 MB = CB/tan 30° = 3√(3) ≈ 5.20이므로 M ≈ (0.80, 0)이고, CM = √((3√3)² + 3²) = √(27+9) = 6 = CD가 되어 이등변삼각형임이 확인된다. M에서의 세 각은 75° + 75° + 30° = 180°로 정확히 직선을 이룬다. 모든 것이 맞아떨어지며 75°는 선택지 (E)이다.
💡핵심 정리

평행한 변이 각을 그대로 되돌려 보내 삼각형을 이등변으로 만들었고, 이어서 30-60-90 직각과 직선 각의 합 180°가 각을 75°로 못 박았다.

  • 직사각형을 그리고 이름 붙이기
  • 엇각을 찾기
  • 이등변삼각형 발견하기
  • B에서의 직각삼각형 읽기
  • 직선 위 각을 더하기