경시 · AMC 대비 · 4단계 중 4
AMC 8 · 2009 · #18
학년 4 pattern
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AMC 8 2009 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.
15 × 15를 곧바로 세는 건 번거롭습니다. 도구 #9(더 쉬운 문제로 줄이기)로 같은 규칙을 한 변이 작은 홀수 — 1 × 1, 3 × 3, 5 × 5, 7 × 7 — 에 적용해 손으로 세고, 도구 #5(패턴 찾기)로 네 개의 결과에서 규칙을 뽑아 한 변이 15 인 경우로 확장합니다. 7 × 7은 그림이 이미 제공되어 있어 출발점이 명확합니다.
흰 타일 세기
흰 타일은 가로·세로가 모두 홀수인 칸뿐이라, 7 × 7은 홀수 줄 4 개 × 4 개 = 16 개.
정사각형을 같은 크기의 가로·세로 단위 칸으로 나누어 교차점의 개수를 세는 것은 2학년 배열(array) 개념입니다.
2.G.A.2Solve An Easier Related Problem작은 바닥에서 반복하기
같은 방식으로 세면 1 × 1은 1, 3 × 3은 4, 5 × 5는 9 — 16과 이어 목록 1, 4, 9, 16.
같은 규칙을 손으로 셀 만한 작은 바닥에 옮겨 보면 대수 없이도 구조가 드러납니다.
2.G.A.2Solve An Easier Related Problem제곱수 규칙 찾기
이 값들은 제곱수 1², 2², 3², 4² 이므로, 한 변이 k 번째 홀수인 바닥의 흰 타일은 k² 개.
타일 규칙에서 제곱수 패턴을 끌어내는 것은 4학년 "수·도형 패턴 만들기" 표준 그대로입니다.
한 변의 길이가 k번째 홀수인 바닥에서 흰 타일의 개수는 k × k이다.
▸ 왜?
검은 줄무늬는 짝수 번째 행과 열을 채우고 타일은 모든 줄무늬를 피할 때만 흰색으로 남으므로, 어떤 타일이 흰색인 것은 그 행 번호와 열 번호가 둘 다 홀수일 때와 정확히 같다.
▸ 왜?
바닥은 겹침도 빈틈도 없이 검은 줄무늬가 덮은 타일과 그 나머지 타일로 나뉘므로, 어떤 타일이 흰색인 것은 짝수 위치의 줄무늬 어디에도 속하지 않을 때 — 즉 행과 열이 모두 홀수일 때이다.
▸ 왜?
위치 1부터 2k-1까지 중에서 홀수는 정확히 k개이므로, 바닥에는 홀수 행이 k개, 홀수 열이 k개 있다.
▸ 왜?
홀수 위치 1, 3, 5, …, 2k-1는 세는 수 1, 2, 3, …, k와 하나씩 짝지어지므로 두 무리의 크기는 같고 홀수 위치는 k개이다.
▸ 왜?
흰 타일은 홀수 행과 홀수 열이 만나는 모든 자리에 놓이므로 각 줄에 k개씩 k줄을 이루고, k가 든 같은 묶음 k개는 k × k이다.
15가 몇 번째 홀수인지 찾기
홀수 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 에서 15는 8 번째이므로 k = 8.
홀수를 1, 3, 5, … 로 인식하고 15의 자리를 찾는 것은 3학년 산술 패턴 표준입니다.
3.OA.D.9Look For A Pattern규칙 적용하기
k = 8을 대입하면 8² = 64 개, 즉 (C).
8 × 8 = 64를 계산하는 것은 3학년 "100 이내 곱셈을 능숙히" 표준에 해당합니다.
3.OA.C.7Look For A Pattern이 AMC 8 문제는 사실 4학년 때 배운 "제곱수로 이어지는 패턴 찾기" 만 알면 풀 수 있어요!
- 흰 타일 세기
- 작은 바닥에서 반복하기
- 제곱수 규칙 찾기
- 15가 몇 번째 홀수인지 찾기
- 규칙 적용하기
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