AMC 10 · 2016 · #2

학년 6 arithmetic
harmonic-meanfraction-arithmeticestimation convert-to-algebraestimation ↑ 선수 지식: harmonic-meanfraction-arithmetic
📏 짧은 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
어떤 규칙이 곱을 두 배 해서 크기가 매우 다른 두 수의 합으로 나눈다. 가장 가까운 정수를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
2
(B)
45
(C)
504
(D)
1008
(E)
2015
풀이 과정
전략 대수로 바꾸기

유일하게 까다로운 점은 규칙이 영어 문장으로 주어진다는 것입니다. 도구 #13(대수로 바꾸기)은 "곱의 두 배를 합으로 나눈다"를 식 2ab/(a+b)로 바꾸며, 그다음 1과 2016을 대입하는 일은 순수한 계산입니다. 몫 4032/2017은 정수가 아니므로, 도구 #15(다르게 정리하기)로 이를 "정수에서 아주 작은 나머지를 뺀 꼴"로 다시 써서, 긴 나눗셈 없이도 가장 가까운 정수까지의 거리를 바로 보이게 합니다. 그러면 도구 #3(가능성 지우기)이 문제를 끝냅니다 — 값의 크기를 알고 나면 다섯 선택지 중 넷은 근처에도 오지 못합니다.

1STEP 1

문장을 식으로 바꾸기

그 문장이 짧은 하나가 된다.

H = 2ab/(a+b)
2STEP 2

1과 2016 대입하기

대입하면 다루기 어려운 분수가 된다.

H = (2 · 1 · 2016)/(1+2016) = 4032/2017
3STEP 3

2 에서 조각을 뺀 꼴로

그것은 2에서 아주 작은 조각을 뺀 꼴이다.

4032/2017 = (4034-2)/2017 = 4034/2017 - 2/2017 = 2 - 2/2017
4STEP 4

차이를 확인하고 지우기

그 조각은 반올림을 바꾸기엔 너무 작다, 보기 (A).

0 < 2/2017 < 1/2 → 1.5 < 2 - 2/2017 < 2 → 가장 가까운 정수 = 2 → (A)
정답
2
크기가 조화평균다운 값입니다. 양수 a ≤ b 에 대해 합 a+b 는 b 보다 크므로 2ab/(a+b) < 2ab/b = 2a 입니다 — 조화평균은 결코 작은 수의 두 배를 넘을 수 없습니다. a=1이면 값의 상한이 2로 묶이므로, 계산을 하기도 전에 45, 504, 1008, 2015가 배제됩니다. 같은 비교를 반대로 하면 a+b < 2b 에서 2ab/(a+b) > a = 1 이므로, 값은 1과 2 사이에 갇히고, 계산한 2-2/2017 ≈ 1.999는 그 구간 안에 들어옵니다. 매력적인 오답은 다른 두 평균입니다 — 1008은 산술평균 (1+2016)/2 = 1008.5에 가깝고, 45는 기하평균 √(2016) ≈ 44.9에 가깝습니다.
💡핵심 정리

조화평균은 결코 작은 쪽 수의 두 배를 넘을 수 없으므로, 1을 아무리 거대한 수와 짝지어도 결과는 2 바로 아래에 머뭅니다.

  • 문장을 식으로 바꾸기
  • 1과 2016 대입하기
  • 2 에서 조각을 뺀 꼴로
  • 차이를 확인하고 지우기