AMC 10 · 2013 · #7

학년 4 patternalgebra
recursive-sequencepattern-recognitionmulti-digit-arithmetic work-backwardspattern-recognition ↑ 선수 지식: recursive-sequence
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
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문제
각 항이 앞의 두 항을 더한 것이고, 뒤쪽 두 항을 안다. 앞쪽의 한 항을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
4
(B)
6
(C)
10
(D)
12
(E)
16
풀이 과정
전략 거꾸로 풀기

규칙은 앞으로 나아가는 방향을 가리키지만, 아는 항들은 구하려는 항보다 뒤쪽에 있다. 그러니 규칙을 거꾸로 돌린다. 규칙은 연속한 세 항 묶음에서 마지막 항이 앞의 두 항의 합이라는 뜻이고, 덧셈과 뺄셈은 서로를 되돌리므로 그 묶음에서 두 항을 알면 나머지 한 항은 하나로 정해진다. 이미 두 항을 아는 묶음 (S₇, S₈, S₉)에서 출발하면, 새로 채운 항이 다음 묶음에 참여하면서 또 한 항을 내주고, 이렇게 목록을 따라 S₄까지 내려간다. 채워지는 값이 모두 강제되므로 이 사슬은 S₄가 오직 한 값뿐임을 보여 준다. 그다음 앞으로 한 번 돌려 보면 그런 수열이 실제로 존재함까지 확인된다.

1STEP 1

규칙을 채우는 도구로 바꾸기

규칙을 거꾸로 읽으면 뺄셈이 된다.

S_n = S_n-2 + S_n-1 ⇔ S_n-1 = S_n - S_n-2 ⇔ S_n-2 = S_n - S_n-1
2STEP 2

주어진 두 항 사이 메우기

주어진 두 항 사이가 먼저 메워진다.

S₈ = S₉ - S₇ = 110 - 42 = 68
3STEP 3

S₆으로 한 칸 내려가기

한 칸 내려가면 다음 항은 26이다.

S₆ = S₈ - S₇ = 68 - 42 = 26
4STEP 4

S₅를 거쳐 S₄까지

두 칸 더 내려가면 10에 닿는다.

S₅ = S₇ - S₆ = 42 - 26 = 16, S₄ = S₆ - S₅ = 26 - 16 = 10
5STEP 5

그런 수열이 정말 있는지 확인하기

목록을 되살리면 확인된다, 보기 (A).

10, 16, 26, 42, 68, 110 → S₇ = 42 ✓, S₉ = 110 ✓
정답
10
위의 계산을 전혀 쓰지 않은 크기 어림도 같은 결론을 준다. 앞의 두 항을 더하는 수열은 자리를 잡고 나면 한 칸마다 대략 1.618배로 커지므로, S₄에서 S₇까지 세 칸이면 약 1.618³ ≈ 4.24배가 된다. 그러면 S₄ ≈ 42/4.24 ≈ 9.9로 예상되어 10이 곧바로 지목되고, 4와 6과 16은 아예 제외되며 12는 확실히 너무 크다. 정확한 값들도 이상이 없다. 거꾸로 가는 규칙을 S₄ 아래로 더 밀면 S₃ = 16 - 10 = 6, S₂ = 10 - 6 = 4, S₁ = 6 - 4 = 2가 되어, 목록 전체 2, 4, 6, 10, 16, 26, 42, 68, 110, 178이 모두 양의 정수로 남고 어디에도 모순이 없다.
💡핵심 정리

연속한 세 항이 정해진 방식으로 더해질 때는 그중 둘만 알면 나머지 하나가 정해지므로, 앞으로 가는 것만큼 쉽게 거꾸로도 내려갈 수 있다.

  • 규칙을 채우는 도구로 바꾸기
  • 주어진 두 항 사이 메우기
  • S₆으로 한 칸 내려가기
  • S₅를 거쳐 S₄까지
  • 그런 수열이 정말 있는지 확인하기