AMC 10 · 2020 · #7

학년 8 geometry-3d
surface-areaspatial-visualizationperfect-squaressequences-arithmetic identify-subproblemspattern-recognition ↑ 선수 지식: surface-areaspatial-visualization
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
문제
부피가 1, 8, 27, 64, 125, 216, 343인 정육면체 일곱 개를 큰 것부터 아래에, 작은 것을 위에 쌓습니다. 각 정육면체는 아래 것 위에 온전히 얹힙니다. 맨 아래 면까지 포함해 이 탑의 겉넓이 전체를 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
644
(B)
658
(C)
664
(D)
720
(E)
749
풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기

탑의 표면은 세 조각으로 자연스레 분해됨: (a) 모든 정육면체의 옆면 네 개씩, (b) 위에서 내려다봤을 때 보이는 윗면, (c) 맨 아래 바닥면 한 개. 도구 #7로 세 부분 문제 분리. 도구 #17 (공간 상상하기)가 (b)의 핵심 통찰 — 위에서 정확히 내려다보면 보이는 윗면은 가장 큰 정육면체의 윗면 7 × 7과 같음 (작은 정육면체들이 아래 정육면체의 일부만 가리고 나머지는 그대로 보임). 도구 #5 (패턴)로 옆넓이 합 4(1² + … + 7²) = 560 정리. 도구 #3으로 보기와 매칭.

1STEP 1

한 변의 길이 구하기

부피의 세제곱근이 한 변입니다.

s_k = ∛(k³) = k (k = 1, 2, …, 7)
2STEP 2

옆면 넓이 더하기

옆면은 모두 드러납니다.

L = 4(1² + 2² + 3² + 4² + 5² + 6² + 7²) = 4 · 140 = 560
3STEP 3

윗면 넓이 세기

위에서 보면 큰 정사각형 하나입니다.

T = 1² + (2² - 1²) + (3² - 2²) + … + (7² - 6²) = 7² = 49
4STEP 4

바닥면 더하기

바닥면도 같은 크기입니다.

B = 7² = 49
5STEP 5

모두 합치기

세 부분을 더합니다.

총= L + T + B = 560 + 49 + 49 = 658
6STEP 6

보기와 맞추기

겉넓이는 658입니다.

658 → (B)
정답
658
윗면 묘기에 대한 빠른 확인. 만약 각 정육면체의 윗면 전체를 따로따로 다 세었다면 1² + 2² + … + 7² = 140을 더해 560 + 140 + 49 = 749, 정확히 보기 (E) — 전형적인 함정. 하지만 위 정육면체가 아래 정육면체의 일부를 가리므로 노출 윗면은 실루엣 7 × 7 = 49. 560 + 49 + 49 = 658은 644 (바닥 누락)과 664 (바닥 중복) 사이에 깔끔히 들어가 (B)가 맞음.
💡핵심 정리

이 AMC 12 문제는 사실 8학년 세제곱근과 6학년 겉넓이 개념만 알면 풀 수 있어요 — 한 변 길이 1 ∼ 7, 옆면 띠 합 4 · 140 = 560, 위에서 본 실루엣 7 × 7 = 49, 그래서 총 겉넓이 = 560 + 49 + 49 = 658.