AMC 10 · 2013 · #18
학년 6 logicpattern답을 골라 클릭하세요.
2013개짜리 게임을 앞에서부터 끝까지 두어 볼 수는 없다. 하지만 게임의 끝은 완전히 알고 있다 — 마지막 동전을 가져가면 이긴다. 그러므로 모든 국면의 승패를 끝에서부터 거꾸로 밀어 올릴 수 있다: 어떤 국면이 두는 쪽의 승리라는 것은, 상대에게 상대의 패배 국면을 넘길 수 있는 수가 하나라도 있다는 뜻이다. 두 사람의 가능한 수가 다르므로 국면은 (동전 개수, 누구 차례) 쌍으로 기록해야 하고, 두 경우를 나란히 추적해야 한다. 작은 무더기에 이 역방향 계산을 돌리면 표가 나오고, 그 표는 주기 5로 반복된다. 이 반복이 문제의 전부인데, 이것은 믿을 대상이 아니라 증명할 대상이다. 앞의 열 줄에서 보이는 규칙성은 2013번째 줄에 대해 아무것도 말해 주지 않는다. 따라서 계획은 이렇다. 표에서 특징을 읽어 내어 나머지 n mod 5의 말로 적고, 강한 수학적 귀납법으로 증명한다. 그것이 "주기적으로 보인다"를 "영원히 주기적이다"로 바꿔 주는 단계다. 그 뒤에야 2013과 2014를 나머지로 줄이는 것이 안전해진다. 각 동전 개수마다 가능한 선공 두 경우를 따로 판정해 모두 네 개의 판정을 얻는다. 선택지가 'X가 이긴다'와 '먼저 두는 사람이 이긴다'를 구별하고 있으며, 이 둘은 서로 다른 근거로 갈리기 때문이다.
국면에 이름 붙이기
각 더미 크기마다 이름 붙일 국면이 둘이다.
가능한 수가 다른 두 사람이 두는 게임이므로, 같은 동전 개수라도 이야기가 두 개다. 둘을 함께 추적하자.
6.EE.A.2Introduce A Variable작은 무더기를 손으로 채우기
작은 더미는 손으로 채워진다.
게임의 끝부분은 손으로 따질 만큼 작고, 그 뒤의 모든 국면은 이미 확정된 국면들만으로 만들어진다.
4.OA.A.3Solve An Easier Related Problem패턴을 나머지로 읽기
그 패턴은 나머지 규칙으로 읽힌다.
Barbara는 무더기를 2 또는 4만큼, Jenna는 1 또는 3만큼 줄이는데 2+3 = 4+1 = 5이므로, 5가 자연스러운 측정 단위다.
두 사람의 수를 보면 5가 자연스러운 덩어리 크기이므로, 5로 나눈 나머지만이 중요하다.
▸ 왜?
두 사람의 수가 한 덩어리로 합쳐지므로, 온전한 덩어리를 덜어 내도 승부는 달라지지 않는다.
▸ 왜?
따라서 상황이 그 주기로 되풀이되므로, 커다란 더미도 그 작은 나머지처럼 행동한다.
Barbara 쪽 절반을 귀납법으로 증명
귀납법이 한쪽의 절반을 증명한다.
Barbara가 원하는 것은 오직 하나, Jenna에게 딱 5의 배수만큼 남은 무더기를 넘기는 것이다.
6.EE.A.3Work BackwardsJenna 쪽 절반을 귀납법으로 증명
같은 논증이 나머지 절반도 덮는다.
Jenna는 서로 다른 두 걸음을 쓸 수 있고 그 둘이 Barbara의 나쁜 나머지를 하나만 빼고 모두 덮으므로, 깔끔한 5의 배수만이 그녀를 막을 수 있다.
6.EE.A.3Work Backwards2013과 2014를 5로 나누기
두 더미 크기의 나머지는 3과 4다.
동전 이천 개는 다섯 개짜리 덩어리를 모두 걷어 낸 뒤 남는 세 개나 네 개와 똑같이 행동한다.
4.NBT.B.6Work Backwards두 판정을 선택지에 맞추기
그것이 두 판정을 지목한다, 보기 (B).
모든 선택지가 두 개의 주장을 묶고 있으므로, 어느 한쪽만 틀려도 그 선택지는 죽는다.
4.OA.A.3Eliminate PossibilitiesBarbara는 2개나 4개, Jenna는 1개나 3개를 가져가고 두 짝이 모두 5가 되므로, 중요한 것은 무더기를 5로 나눈 나머지와 지금이 누구 차례인가뿐이다.
- 국면에 이름 붙이기
- 작은 무더기를 손으로 채우기
- 패턴을 나머지로 읽기
- Barbara 쪽 절반을 귀납법으로 증명
- Jenna 쪽 절반을 귀납법으로 증명
- 2013과 2014를 5로 나누기
- 두 판정을 선택지에 맞추기