AMC 10 · 2020 · #2

학년 7 algebra
difference-of-squarespolynomial-factoringfraction-multiplication identify-subproblemspattern-recognition ↑ 선수 지식: difference-of-squaresfraction-multiplication
📏 짧은 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
어떤 수식이 두 분수의 곱입니다. 첫 분수의 분자와 분모는 각각 제곱의 차이고, 둘째 분수는 그 인수들이 자리를 바꿔 놓인 꼴입니다. 이 곱이 어떤 수가 되는지 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
1
(B)
$\frac{9951}{9950}$
(C)
$\frac{4780}{4779}$
(D)
$\frac{108}{107}$
(E)
$\frac{81}{80}$
풀이 과정
전략 다르게 정리하기

두 인수는 서로 다른 형태로 쓰여 있다 — 한쪽은 제곱의 뺄셈, 다른 쪽은 차 곱하기 합 — 그래서 둘이 얼마나 가까운 관계인지가 가려져 있다. 도구 #15(다르게 정리하기)로 둘을 같은 형태로 맞추면, 곱셈을 하나도 하지 않고도 그 관계가 눈에 보인다. 그 움직임의 방아쇠는 도구 #5(패턴 찾기)이다. 같은 두 수의 짝이 위아래를 바꿔 가며 반복해서 나타나는데, 이는 우연이 아니라 설계된 구조이다. 도구 #4(변수 도입하기)는 문자 a와 b로 그 변형을 한 번에 정당화해 주므로, 각 짝마다 다시 확인할 필요가 없다. 도구 #3(가능성 지우기)은 마지막을 닫는다. 오답 선택지들이 모두 계산 과정에서 나온 찌꺼기로 만들어져 있으므로, 각각이 어디서 왔는지 알면 읽어 낸 구조가 옳았음이 확인된다.

1STEP 1

반복되는 수의 짝 찾기

반복되는 수의 짝을 찾습니다.

(100²-7²)/(70²-11²)·(70-11)(70+11)/(100-7)(100+7)
2STEP 2

제곱의 차를 곱으로 바꾸기

제곱의 차를 으로 바꿉니다.

(a-b)(a+b)=a²-b² → 100²-7²=(100-7)(100+7), 70²-11²=(70-11)(70+11)
3STEP 3

두 번째 인수는 역수이다

둘째 분수가 역수임이 드러납니다.

(100-7)(100+7)/(70-11)(70+11)·(70-11)(70+11)/(100-7)(100+7)=(100-7)(100+7)(70-11)(70+11)/(70-11)(70+11)(100-7)(100+7)=1
4STEP 4

실제 수로 확인하기

모두 약분되어 1입니다.

9951/4779·4779/9951=1 → (A)
정답
1
서로 독립적인 두 경로가 모두 1로 모인다: 구조를 이용한 약분과, 직접 계산한 9951/4779·4779/9951이다. 곱셈이 전혀 필요 없는 세 번째 점검도 있다. 제곱을 인수분해하고 나면 두 번째 인수는 말 그대로 첫 번째를 뒤집은 것이고, 양수와 그 역수의 곱은 1 이외의 값이 될 수 없으므로 1보다 큰 선택지는 어느 것도 답일 수 없다. 네 오답이 모두 1보다 약 1% 이내로 크다는 사실 자체가 신호이다. 그것들은 다른 방법의 결과가 아니라 옳은 계산에서 생긴 작은 실수의 결과이다.
💡핵심 정리

두 분수에서 같은 수들이 위아래를 바꿔 가며 계속 나타나면, 두 분수가 닮아 보일 때까지 다시 써 보자 — 어떤 수와 그 역수의 곱은 1이라서 곱할 것이 남지 않는다.

  • 반복되는 수의 짝 찾기
  • 제곱의 차를 곱으로 바꾸기
  • 두 번째 인수는 역수이다
  • 실제 수로 확인하기