AMC 8 · 2000 · #20

학년 4 arithmeticnumber-theory
linear-diophantinesystematic-enumerationmultiplesmulti-digit-arithmetic caseworksystematic-enumerationbound-inequality-then-enumerate ↑ 선수 지식: multi-digit-arithmeticmultiples
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문제
동전 9 개가 있습니다. 동전 종류는 1센트 (1¢), 5센트 (5¢), 10센트 (10¢), 25센트 (25¢) 네 가지이고, 종류별로 적어도 한 개씩은 들어 있습니다. 전체 금액은 102¢ 입니다. 10센트짜리는 몇 개일까요?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
1
(B)
2
(C)
3
(D)
4
(E)
5

AMC 8 2000 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 가능성 지우기

먼저 "각 종류 한 개씩" 조건을 만족시키려고 네 종류에서 한 개씩 빼 놓습니다. 그러면 41¢ 와 4 개의 동전이 미리 정해지고, 남은 5 개로 61¢ 를 더 만들면 됩니다. 도구 #8 (단위 살펴보기) 가 핵심 제약을 줍니다 — 5센트·10센트·25센트는 모두 5 의 배수라서, 1 센트 동전 (추가 페니) 의 개수가 남은 금액을 5 의 배수로 맞춰 줘야 합니다. 도구 #3 (가능성 지우기) 으로 페니 개수의 모든 경우를 따져 가능한 것 하나만 남깁니다. 그 다음 도구 #2 (빠짐없이 나열하기) 로 추가 10센트 개수 d = 0,1,2,3,4 를 차례로 시험해 봅니다. 방정식 없이 약수·배수와 짧은 정리만으로 끝납니다.

1STEP 1

각 종류 한 개씩 먼저 빼면 4 개로 41¢ 가 정해지고, 남은 5 개로 102-41=61¢ 를 만들면 됩니다.

남은 동전 수 = 9 - 4 = 5, 남은 금액 = 102 - 41 = 61¢
2STEP 2

5센트·10센트·25센트는 모두 5 의 배수라, 끝자리 때문에 추가 페니는 딱 1 개 (6 개는 5 자리에 안 들어감).

추가 페니 ≡ 1 (mod 5), 0 ≤ 추가 페니 ≤ 5 → 추가 페니 = 1
3STEP 3

그 페니를 놓으면 남은 4 개로 60¢ 를 만들고, 이제 후보는 5센트·10센트·25센트뿐입니다.

남은 동전 수 = 4, 남은 금액 = 60¢
4STEP 4

추가 10센트 d=0~4 를 확인하면 d=0 만 성립 — 25센트 2 개, 5센트 2 개. 나머지는 60¢ 를 못 맞춥니다.

성립하는 경우는 단 하나: d = 0, q = 2, n = 2
5STEP 5

빼 뒀던 10센트를 더하면 페니 2, 5센트 3, 10센트 1, 25센트 3 — 9 개, 102¢. 10센트는 1 개.

10센트 = 1 → (A)
정답
1
최종 묶음 {페니 2 개, 5센트 3 개, 10센트 1 개, 25센트 3 개} 는 모든 조건을 만족합니다 — 동전 9 개, 각 종류 적어도 한 개, 2 + 15 + 10 + 75 = 102¢. 경우 분석에서 다른 모든 10센트 개수는 모순이 나왔으므로 이 묶음만 유일한 답입니다. 문제가 "10센트가 몇 개여야 하는가" 라고 묻는다는 것은 답이 강제로 하나로 정해진다는 뜻이고, 정확히 그렇게 나왔으니 자연스럽습니다. 답 1 은 (A) 와 일치.
💡핵심 정리

먼저 각 종류 한 개씩 빼서 "적어도 한 개" 조건을 처리합니다. 남은 61¢ 의 끝자리가 1 이므로 그 "1" 은 페니만 만들 수 있고, 남은 동전이 5 개뿐이라 추가 페니는 딱 1 개. 그 뒤 10센트 개수 0 부터 4 까지 짧게 확인해 보면 성립하는 경우는 단 하나 — 10센트는 총 1 개, 답은 (A).