AMC 10 · 2020 · #2

학년 8 geometry-2d
coordinate-geometrypythagorean-theoremsystematic-enumerationspatial-visualization identify-subproblemssystematic-enumeration ↑ 선수 지식: pythagorean-theoremcoordinate-geometry
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트 📊 도형
문제
단위 정사각형 격자 위에 글자 세 개가 그려져 있고, 굵은 선분은 모두 격자점과 격자점을 잇습니다. 각 선분은 격자선을 따라가거나 정사각형의 대각선을 따라갑니다. 세 글자를 이루는 모든 선분의 길이를 더하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
17
(B)
$15 + 2\sqrt{2}$
(C)
$13 + 4\sqrt{2}$
(D)
$11 + 6\sqrt{2}$
(E)
21
풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기

선분이 열 개나 되는 그림은 구해야 할 길이가 하나가 아니라 열 개다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 그림을 낱개 선분으로 나누면 각각의 길이는 뻔해진다. 도구 #2(빠짐없이 나열하기)로 글자를 왼쪽에서 오른쪽으로 훑으면 빠뜨리는 선분도, 교차점에서 두 번 세는 선분도 없다. 그다음 도구 #15(다르게 정리하기)로 그 목록을 격자와 나란한 것과 기울어진 것, 두 무더기로 다시 나눈다. 앞 무더기는 모두 정수 길이이고 뒤 무더기는 모두 √(2)의 배수여서, 각 무더기 안에서는 깔끔히 더해지지만 서로는 합쳐지지 않기 때문이다. 도구 #3(가능성 지우기)은 예비로 남겨 둔다. 선택지들이 √(2)의 계수에서 모두 다르므로, 기울어진 무더기만으로도 답이 정해질 수 있다.

1STEP 1

선분마다 양 끝점 적기

선분마다 양 끝점을 적습니다.

A: (0,0) - (2,2), (2,0) - (2,2), (1,1) - (2,1) M: (3,0) - (3,2), (5,0) - (5,2), (3,2) - (4,1), (4,1) - (5,2) C: (6,0) - (8,0), (6,2) - (8,2), (6,0) - (6,2)
2STEP 2

격자와 나란한 것과 기울어진 것으로 나누기

나란한 것과 기울어진 것으로 나눕니다.

격자와 나란함: 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2 기울어짐: (0,0) - (2,2), (3,2) - (4,1), (4,1) - (5,2)
3STEP 3

격자와 나란한 길이 더하기

나란한 길이는 그냥 더하면 됩니다.

(2+1)+(2+2)+(2+2+2)=3+4+6=13
4STEP 4

피타고라스 정리로 기울기 재기

기울어진 것은 피타고라스로 잽니다.

√(1²+1²)=√(2), √(2²+2²)=√(8)=2√(2)
5STEP 5

두 무더기 합치기

두 무더기를 합치면 13 더하기 4루트2입니다.

2√(2)+√(2)+√(2)=4√(2) → 13+4√(2) → (C)
정답
13 + 4√(2)
크기가 그럴듯하다. 4√(2)≈5.66이므로 총합은 약 18.7 단위이고, 이는 8×2 영역 안에 높이 2로 선 세 글자의 잉크 양으로 자연스럽다. 또 곧은 부분만인 13보다는 크고, 단위 대각선을 각각 2로 치는 거친 상한 13+4·2=21보다는 작아야 하는데 18.7이 그 사이에 있다. 다른 방식으로 세어 보아도 맞는다. 그림에는 단위 대각선이 모두 넷 있는데, A의 긴 기울기 안에 둘이 숨어 있고 M의 기울기마다 하나씩이다. 이는 구한 4√(2)와 정확히 같다. 오답들은 흔한 오계산의 모양이다 — (A) 17과 (E) 21은 대각선을 각각 1 또는 2 단위로 친 결과이고, (B)는 A의 긴 기울기를 √(2) 하나로 센 것이며, (D)는 어떤 선분이 기울어졌는지를 잘못 센 것이다.
💡핵심 정리

그림은 낱개 선분으로 쪼갠 뒤 두 무더기로 나누자 — 곧은 것은 정수로 더하고, 기울어진 것은 피타고라스 정리로 재어 √(2)의 배수로 세면 된다.

  • 선분마다 양 끝점 적기
  • 격자와 나란한 것과 기울어진 것으로 나누기
  • 격자와 나란한 길이 더하기
  • 피타고라스 정리로 기울기 재기
  • 두 무더기 합치기