AMC 10 · 2016 · #11

학년 8 counting
complementary-countingprinciple-of-inclusion-exclusiondouble-countingsystems-of-equations complementary-countingdouble-counting ↑ 선수 지식: complementary-countingsystems-of-equations
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
모두가 세 재능 중 하나나 둘을 가지고, 못하는 사람 수가 보고된다. 정확히 둘을 가진 사람 수를 세어라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
16
(B)
25
(C)
36
(D)
49
(E)
64
풀이 과정
전략 관점 바꾸기

문제는 "못한다" 쪽 수를 주지만 묻는 것은 학생이 가진 재능이므로, 도구 #16(관점 바꾸기)으로 각 수를 먼저 뒤집는다. 노래를 못하는 42명은 노래를 할 수 있는 58명이 되는 식이다. 도구 #12(벤 다이어그램 그리기)는 핵심 구조를 눈에 보이게 한다. 세 원이 모두 겹치는 가운데 영역이 비고 세 원 바깥도 비므로, 모든 학생은 재능이 하나인 영역이나 둘인 영역에 놓인다. 이어서 도구 #4(변수 도입하기)로 그 두 무리의 크기에 이름을 붙이고, 도구 #15(다르게 정리하기)로 같은 캠프를 사람이 아니라 재능 기준으로 한 번 더 센다. 그러면 세 재능 합계가 두 번째 방정식이 된다. 미지수 둘, 방정식 둘로 끝난다. 여섯 영역을 하나씩 쫓는 방법은 훨씬 번거롭고, 사실 가능하지도 않다. 주어진 자료로는 각 영역이 하나로 정해지지 않고 합계만 정해지기 때문이다.

1STEP 1

"못한다"를 "할 수 있다"로 뒤집기

각 보고가 재능 인원으로 뒤집힌다.

|S| = 100 - 42 = 58, |D| = 100 - 65 = 35, |A| = 100 - 29 = 71
2STEP 2

모든 학생은 재능이 하나 아니면 둘

모두가 정확히 하나나 둘의 재능을 가진다.

모든 학생의 재능 수는 정확히 1 또는 2
3STEP 3

두 무리의 크기에 이름 붙이기

인원 수가 방정식 하나다.

x + y = 100
4STEP 4

같은 캠프를 재능 기준으로 세기

재능으로 세는 것이 둘째다.

58 + 35 + 71 = 164 ⟹ x + 2y = 164
5STEP 5

두 방정식을 빼기

빼면 64, 보기 (E).

(x + 2y) - (x + y) = 164 - 100 ⟹ y = 64 → (E)
정답
64
실제 캠프를 하나 만들어 확인해 보자. 연기만 하는 학생 36명, 노래와 춤을 하는 학생 29명, 노래와 연기를 하는 학생 29명, 춤과 연기를 하는 학생 6명이라 하자. 합은 36 + 29 + 29 + 6 = 100명이고 세 재능을 모두 가진 학생은 없다. 노래: 29 + 29 = 58명이므로 못하는 학생은 42명이다. 춤: 29 + 6 = 35명이므로 못 추는 학생은 65명이다. 연기: 36 + 29 + 6 = 71명이므로 못하는 학생은 29명이다. 주어진 세 수가 모두 맞고, 재능이 둘인 학생은 29 + 29 + 6 = 64명으로 (E)와 일치한다. 참고로 여섯 영역의 값은 자료만으로 하나로 정해지지 않아 다른 배분도 가능하지만, 어떤 배분에서도 y = 64는 똑같이 정해진다. 그래서 문제는 그 합만 묻는다. 크기 감각으로도 맞다. 재능 164개를 학생 100명이 나눠 가졌다는 것은 대부분이 재능 두 개라는 뜻이므로 64 정도가 자연스럽고, (A) 16이나 (B) 25는 지나치게 적다.
💡핵심 정리

"못한다"를 모두 "할 수 있다"로 뒤집어 세 재능 합계 164를 구하면, 세 재능을 모두 가진 학생은 없으므로 100을 넘는 64가 바로 재능이 둘인 학생 수다.

  • "못한다"를 "할 수 있다"로 뒤집기
  • 모든 학생은 재능이 하나 아니면 둘
  • 두 무리의 크기에 이름 붙이기
  • 같은 캠프를 재능 기준으로 세기
  • 두 방정식을 빼기