AMC 10 · 2016 · #7

학년 6 counting
pattern-recognitionmultiplesexponents pattern-recognitioneasier-related-problem ↑ 선수 지식: multiplespattern-recognition
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
남은 것 중 하나 걸러 하나씩 지우기를 되풀이해 하나만 남긴다. 남는 것을 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
13
(B)
32
(C)
56
(D)
64
(E)
96
풀이 과정
전략 패턴 찾기

100 개를 손으로 전부 따라가는 것은 느리고 실수하기 쉽지만, 각 회차 뒤에 살아남는 수들은 아주 규칙적입니다. 그래서 먼저 도구 #2(빠짐없이 나열하기)로 1~2회차에서 누가 살아남는지 정확히 보고, 그다음 도구 #5(패턴 찾기)로 한 회차의 생존자를 다음 회차의 생존자로 바꾸는 규칙을 증명합니다. 그 규칙만 확정되면 문제는 "하나만 남을 때까지 몇 회차가 필요한가" 를 세는 일로 줄어듭니다. 도구 #9(더 쉬운 문제로 줄이기)는 짧은 목록으로 값싸게 검산해 줍니다.

1STEP 1

1회차 실행하기

한 회차가 짝수만 남긴다.

1회차 후: 2,4,6,8,…,100 (50개, 모두 2의 배수)
2STEP 2

2회차 실행하기

두 번째는 4의 배수만 남긴다.

2회차 후: 4,8,12,…,100 (25개, 모두 4의 배수)
3STEP 3

간격이 두 배가 되는 규칙 증명하기

간격이 매번 두 배가 됨이 증명된다.

j · 2^k 생존⇔ j=2m → 2m · 2^k=m · 2^k+1
4STEP 4

회차별 생존자 수 세기

생존자를 세면 하나까지 줄어든다.

50, 25, 12, 6, 3, 1 (1,2,3,4,5,6회차 후 생존자 수)
5STEP 5

마지막 생존자 찾기

마지막 하나는 64, 보기 (D).

2⁶=64 ≤ 100 < 128=2⁷ → 마지막 생존자=64 → (D)
정답
64
두 가지 검산이 일치합니다. 첫째, 생존자는 회차가 이어지는 동안 2의 배수, 그다음 4의 배수, 그다음 8의 배수여야 하므로 아주 여러 번 나누어떨어지는 수여야 합니다. 이것만으로 13과 56은 탈락합니다. 둘째, 회차를 직접 돌리면 2,4,…,100, 그다음 4,8,…,100, 그다음 8,16,…,96, 그다음 16,32,48,64,80,96, 그다음 32,64,96, 마지막에 64가 되어 개수 50,25,12,6,3,1과 정확히 맞습니다. 아슬아슬한 오답들도 규칙이 예측한 대로 움직입니다. 96은 다섯 회차를 버티고 탈락하며, 32는 맨 앞자리라 같은 순간에 탈락합니다. 답 64가 확인됩니다.
💡핵심 정리

회차마다 두 번째 수만 남기니 생존자 사이의 간격이 매번 두 배가 되고, 끝까지 남는 단 하나의 수는 목록 안에서 가장 큰 2의 거듭제곱이에요.

  • 1회차 실행하기
  • 2회차 실행하기
  • 간격이 두 배가 되는 규칙 증명하기
  • 회차별 생존자 수 세기
  • 마지막 생존자 찾기