AMC 10 · 2011 · #7

학년 7 rate-ratio
mean-median-mode-rangeratio-proportiondigit-constraints optimization ↑ 선수 지식: mean-median-mode-range
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
두 자리 수 두 개의 평균이 정해져 있다. 둘의 비가 가질 수 있는 최댓값을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
3
(B)
$\frac{33}{7}$
(C)
$\frac{39}{7}$
(D)
9
(E)
$\frac{99}{10}$
풀이 과정
전략 극단의 원리

도구 #13 (대수로 바꾸기): "평균이 60"은 문장일 뿐이고, 이를 x+y=120으로 바꿔야 두 수 사이의 연결이 드러난다. 도구 #15 (다르게 정리하기): x/y를 y만 나오도록 고쳐 쓰면 미지수 두 개의 최댓값 문제가 미지수 한 개의 최솟값 문제로 바뀌는데, 이것이 이 문제의 핵심 난점이다. 도구 #14 (극단의 원리): 비가 변수 하나에만 의존하고 한 방향으로만 움직이면 답은 y가 허용되는 범위의 경계에 있으므로, 진짜 할 일은 그 경계를 정하는 조건이 무엇인지 찾는 것이다. 도구 #6 (추측하고 확인하기): 경계값은 그 위에 실제로 조건을 만족하는 쌍이 있어야 쓸모가 있으므로, 후보 쌍을 모든 조건에 대입해 확인한 뒤에 답으로 삼는다.

1STEP 1

평균 60은 합이 고정된다는 뜻

평균이 정해지면 이 정해진다.

(x+y)/2=60 ⟹ x+y=120
2STEP 2

비를 y만으로 다시 쓰기

비를 문자 하나로 다시 쓴다.

x/y=(120-y)/y=120/y-1
3STEP 3

y가 작을수록 비는 항상 커진다

그 문자가 작아질수록 비는 커진다.

0 < y₁ < y₂ ⟹ 120/y₁-1 > 120/y₂-1
4STEP 4

y의 하한은 10이 아니라 21

진짜 하한은 10이 아니라 21이다.

y ≥ 10 and 120-y ≤ 99 → y ≥ 21; max(10,21)=21
5STEP 5

경계의 쌍을 확인하고 계산하기

그 경계 쌍이 33/7을 준다, 보기 (B).

y=21, x=99 → x/y=99/21=33/7 → (B)
정답
33/7
경계의 양옆을 찔러 본다. 한 칸 아래인 y=20은 x=100을 강제하는데 이는 세 자리라 허용되지 않으므로 y=21이 정말 하한이다. 한 칸 위인 y=22는 x=98을 주고 비는 98/22=49/11≈ 4.45로 33/7≈ 4.71보다 작으니, y가 커지면 나빠진다는 주장과 맞는다. 탈락한 두 큰 선택지는 이 구조가 놓은 함정 그 자체다. (E) 99/10은 99와 10을 짝지었지만 99+10=109라 평균이 60이 아니라 54.5이고, (D) 9는 y=12, x=108을 요구하는데 108은 두 자리가 아니다. 둘 다 "가장 큰 x"와 "가장 작은 y"를 서로 독립된 선택으로 다룬 결과인데, 합이 120으로 고정되어 있어 그것은 불가능하다.
💡핵심 정리

합이 고정되면 한 수가 다른 수를 결정하므로, 미지수 두 개의 최댓값 문제는 사실 미지수 하나의 최솟값 문제이며, 앞을 막는 한계는 보고 있지 않던 수에서 오는 경우가 많다.

  • 평균 60은 합이 고정된다는 뜻
  • 비를 y만으로 다시 쓰기
  • y가 작을수록 비는 항상 커진다
  • y의 하한은 10이 아니라 21
  • 경계의 쌍을 확인하고 계산하기