AMC 10 · 2022 · #3

학년 6 geometry-2d
area-rectanglesperfect-squaresperimeterspatial-visualization complementary-countingidentify-subproblemsconvert-to-algebra ↑ 선수 지식: area-rectangles
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트 📊 도형
문제
직사각형 다섯 개가 빈틈도 겹침도 없이 정사각형을 채웁니다. 넷은 네 모퉁이에 있고 다섯째가 가운데에서 색칠돼 있습니다. 다섯 직사각형의 크기가 주어지고 이름이 붙어 있지만 그림은 실제 비율이 아닙니다. 가운데 색칠된 것이 어느 것인지 고르세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
A
(B)
B
(C)
C
(D)
D
(E)
E
풀이 과정
전략 관점 바꾸기

어느 직사각형이 어디에 놓이는지 하나씩 쫓으면 네 자리를 한꺼번에 추측해야 하고, 게다가 그림이 비율대로 그려지지 않아 아무 힌트도 주지 않는다. 도구 #16(관점 바꾸기)은 질문을 뒤집는다. 가운데 직사각형을 직접 찾는 대신, 테두리에 놓인 네 직사각형이 써 버린 양을 재고 남는 것을 가운데 것으로 본다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)은 일을 두 개의 쉬운 셈으로 나눈다. 하나는 전체 넓이로 한 변의 길이를 구하는 것이고, 다른 하나는 모든 가로와 세로의 합을 구하는 것이다. 도구 #4(변수 도입하기)로 자른 위치에 문자를 붙이면, 그 합이 선의 위치와 상관없이 항상 같다는 것을 보일 수 있다. 마지막으로 도구 #3(가능성 지우기)으로 다섯 후보를 그 남은 값과 대조하면 단 하나만 살아남는다.

1STEP 1

다섯 넓이 더하기

넓이를 모두 더해 크기를 구합니다.

6+8+30+14+6=64
2STEP 2

넓이에서 한 변 구하기

제곱근이 한 변을 줍니다.

n × n=64 → n=8, 둘레=4×8=32
3STEP 3

네 변 읽어내기

모퉁이 직사각형이 둘레를 채웁니다.

Σ_모서리 4개(가로+세로)=둘레=32
4STEP 4

문자로 총합 확인하기

문자로 써 보면 총합이 맞습니다.

(p+q)+(r+8-q)+(8-r+8-t)+(8-p+t)=32
5STEP 5

남은 값과 맞추기

남는 값과 맞는 것은 2 곱하기 4짜리입니다.

38-32=6, 2+4=6 → (B)
정답
B
다섯 후보 중 가로와 세로의 합이 6인 것은 단 하나뿐이므로 다른 답은 나올 수 없다. 게다가 실제로 배치가 존재하므로 이 추론이 헛돌지 않는다는 것도 확인된다. 한 변을 8로 두고 자른 위치를 p=5, q=6, r=7, t=2로 잡으면, 왼쪽 아래는 5×6(즉 C), 왼쪽 위는 7×2(즉 D), 오른쪽 위는 1×6(즉 A), 오른쪽 아래는 3×2(즉 E)가 되고, 가운데는 (7-5)×(6-2)=2×4(즉 B)가 된다. 넓이도 30+14+6+6+8=64로 맞는다. 이 배치에서 가운데 직사각형은 가로보다 세로가 길게 나오는데, 그림과는 반대이다. 문제가 그림이 비율대로가 아니라고 미리 알려준 이유가 바로 이것이다.
💡핵심 정리

테두리에 놓인 네 직사각형의 가로와 세로는 정사각형 둘레가 잘린 조각 그 자체라 항상 32로 더해진다 — 전체 합 38에서 그것을 빼면, 가운데 직사각형은 가로와 세로의 합이 6인 것일 수밖에 없다.

  • 다섯 넓이를 더하기
  • 넓이에서 한 변의 길이 구하기
  • 정사각형의 네 변을 읽어내기
  • 문자로 총합 확인하기
  • 빼서 남은 값과 맞춰보기