AMC 10 · 2017 · #13

학년 7 rate-ratio
rateratio-proportionunit-conversion dimensional-analysisidentify-subproblems ↑ 선수 지식: rateratio-proportion
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
여정의 일부를 더 느리게 달려 전체 시간이 평소보다 길어졌다. 거리를 구하여라.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
132
(B)
135
(C)
138
(D)
141
(E)
144
풀이 과정
전략 단위 살펴보기

이 문제는 전부 거리, 속력, 시간의 이야기이고 이 셋은 거리 = 속력 × 시간으로 묶여 있다. 그래서 도구 #8(단위 살펴보기)이 핵심 엔진이다. 이 식에서 쓸모 있는 결론은 이것이다: 거리가 고정되면 속력과 시간은 반대 방향으로 움직인다. 속력이 반이 되면 시간은 두 배가 된다. 덕분에 두 개의 시간만으로 속력의 비를 얻을 수 있고, 방정식을 풀 필요가 없다. 먼저 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 이동을 두 구간으로 자른다. 눈보라의 영향을 받는 것은 두 번째 구간뿐이기 때문이다. 그다음 도구 #15(다르게 정리하기)로 눈 오는 날의 시간표를 평소 시간표와 구간별로 나란히 놓는다. 비는 바로 그 비교에서 드러난다. 진짜 단위를 지닌 수는 시속 20마일 하나뿐이고, 그것이 단위 없는 비를 실제 속력으로 바꿔 준다. 도구 #4(변수 도입하기)는 아껴 둔다. 거리를 d로 놓고 식 하나를 세워도 풀리며, 아래에서 교차 확인용으로 쓴다.

1STEP 1

눈보라 지점에서 둘로 자르기

첫 구간은 평소대로 60분이 걸린다.

t₁ = 1/3 × 180 = 60 분
2STEP 2

눈길 구간을 두 가지로 재기

둘째 구간을 가지로 잰다.

t₂ = 276 - 60 = 216 분 t₂^평소 = 2/3 × 180 = 120 분
3STEP 3

시간의 비를 속력의 비로 바꾸기

시간의 비가 속력의 비로 뒤집힌다.

t₂/t₂^평소 = 216/120 = 9/5 ⟹ v_눈길 = 5/9 v_평소
4STEP 4

시속 20마일 감소로 비를 고정하기

주어진 감소가 평소 속력을 고정한다.

1 - 5/9 = 4/9, 4/9 v_평소 = 20 ⟹ v_평소 = 20 × 9/4 = 45 시속 마일
5STEP 5

속력과 시간을 거리로 바꾸기

속력 곱하기 시간이 135를 준다, 보기 (B).

180 분 = 3 시간, d = 45 마일/시간 × 3 시간 = 135 마일 → (B)
정답
135
d = 135마일로 눈 오는 날을 다시 돌려 보자. 평소 속력은 135/3 = 45시속 마일이고, 이는 180분 걸리는 평소 이동과 맞는다. 처음 1/3은 시속 45마일로 45마일을 가므로 1시간, 즉 60분이다. 눈길 속력은 45 - 20 = 25시속 마일이고, 남은 90마일은 시속 25마일로 90/25 = 3.6시간, 즉 216분이 걸린다. 합치면 60 + 216 = 276분으로 문제와 정확히 일치한다. 크기도 그럴듯하다. 시속 25마일은 눈보라 속 기어가는 속력으로 납득할 만하고, 그렇다면 120분짜리 구간이 216분으로 늘어나야 하는데 실제로 그렇다. 이웃한 선택지도 확실히 갈린다. 132마일이면 280분, 138마일이면 약 272분이므로 276분에 맞는 것은 135뿐이다.
💡핵심 정리

같은 길에서는 시간을 늘린 배수만큼 속력이 줄어든다. 그래서 120분 대신 216분이 걸렸다면 5/9의 속력으로 달린 것이고, 빠진 4/9이 시속 20마일이라는 사실이 평소 속력을 시속 45마일로 못 박아 준다.

  • 눈보라 지점에서 둘로 자르기
  • 눈길 구간을 두 가지로 재기
  • 시간의 비를 속력의 비로 바꾸기
  • 시속 20마일 감소로 비를 고정하기
  • 속력과 시간을 거리로 바꾸기