AMC 10 · 2025 · #5

학년 7 number-theory
linear-diophantineparitydivisibility-rules bound-inequality-then-enumeratesystematic-enumeration ↑ 선수 지식: linear-equations-two-var
📏 중간 풀이 💡 2 개 인사이트
문제
두 자연수 x와 y가 57x 더하기 22y는 400을 만족합니다. 성립하는 모든 쌍 중에서 x 더하기 y가 가질 수 있는 최솟값을 구하세요.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
10
(B)
11
(C)
13
(D)
14
(E)
15
풀이 과정
전략 빠짐없이 나열하기

등식 하나만으로는 미지수 둘을 정할 수 없으므로, 진짜 열쇠는 '양의 정수'라는 말에 있습니다. 57은 400에 비해 큰 수이므로 x가 될 수 있는 값은 몇 개뿐입니다. 그래서 먼저 x를 좁은 범위 안에 가두고, 될 수 없는 값을 지운 뒤, 남은 몇 개를 하나씩 확인하는 것이 계획입니다. 가능한 쌍의 목록을 빠짐없이 손에 넣고 나면 가장 작은 합을 고르는 일은 목록을 읽는 것에 지나지 않으므로, 따로 기발한 방법을 찾을 필요가 없습니다.

1STEP 1

x를 좁은 범위에 가두기

y가 1 이상이므로 x는 7보다 작습니다.

y ≥ 1 ⟹ 57x = 400 - 22y ≤ 378 ⟹ x ≤ 378/57 < 7
2STEP 2

짝홀로 홀수 x 지우기

짝홀을 보면 x가 짝수여야 합니다.

400 짝수, 22y 짝수 ⟹ 57x 짝수; 57 홀수 ⟹ x 짝수
3STEP 3

남은 세 값 확인하기

후보 셋 중 2만 통과합니다.

x = 2: 400 - 114 = 286 = 22 · 13 ✓ x = 4: 172 × x = 6: 58 ×
4STEP 4

y를 구하고 검산하기

그때 y는 13이고 검산도 맞습니다.

22y = 400 - 57 · 2 = 286 ⟹ y = 286/22 = 13; 57 · 2 + 22 · 13 = 400
5STEP 5

쌍이 하나뿐이면 최솟값도 정해짐

쌍이 하나뿐이니 합은 15입니다.

x + y = 2 + 13 = 15
정답
15
쌍은 곧바로 확인됩니다: 57 · 2 + 22 · 13 = 114 + 286 = 400. 더 작은 값이 없다는 주장도 더 넓게 훑어보면 그대로 살아남습니다. 짝홀로 지웠던 홀수들을 직접 확인해 보면 x = 1일 때 343, x = 3일 때 229, x = 5일 때 115가 남는데 어느 것도 22의 배수가 아니므로, 짝홀 거름망이 진짜 해를 버린 적은 없습니다. 이 계산은 더 작은 선택지들이 왜 그럴듯해 보이는지도 설명해 줍니다. 만약 y가 분수여도 된다면 x가 클수록 합이 작아져서, x = 5이면 y = 115/22로 합이 10 근처이고 x = 3이면 y = 229/22로 합이 13 근처입니다. 이 아슬아슬한 값들이 바로 선택지의 10과 13이며, 모두 정수 조건에서 걸러집니다.
💡핵심 정리

미지수가 둘인 등식이 하나뿐이어도 둘 다 양의 정수여야 한다면, 먼저 한 변수를 좁은 범위로 가둔 다음 남은 몇 개의 수만 확인하면 됩니다.

  • x를 좁은 범위에 가두기
  • 짝홀로 홀수 x 지우기
  • 남은 세 값 확인하기
  • y를 구하고 검산하기
  • 쌍이 하나뿐이면 최솟값도 정해짐