AMC 8 · 2010 · #6

학년 4 geometry-2d
line-symmetryreflection-symmetrysystematic-enumeration systematic-enumerationcasework ↑ 선수 지식: line-symmetry
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문제
다섯 개의 도형 — 정삼각형, 정사각형이 아닌 마름모, 정사각형이 아닌 직사각형, 등변사다리꼴, 정사각형 — 중에서 대칭축이 가장 많은 도형은 무엇일까요?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
equilateral triangle
(B)
non-square rhombus
(C)
non-square rectangle
(D)
isosceles trapezoid
(E)
square

AMC 8 2010 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 그림 그리기

대칭축 개수 세기는 본질적으로 시각적인 작업이라 도구 #1(그림 그리기) 이 주된 도구로 가장 자연스럽습니다 — 각 도형을 직접 스케치한 뒤, 수직선·수평선·두 대각선 등 가능한 접는 선을 하나씩 시도해 보면 됩니다. 도구 #2(빠짐없이 나열하기) 는 정리용으로, 다섯 도형 각각의 개수를 표처럼 나열한 뒤 그중 최댓값을 읽기만 하면 됩니다. 대수나 좌표는 필요 없고, 도형의 속성만 묻는 순수한 문제입니다.

1STEP 1

정삼각형은 각 꼭짓점에서 마주 보는 변 중점까지의 접기가 자기 자신과 겹쳐, 대칭축은 3 개.

정삼각형: 대칭축 3 개
2STEP 2

정사각형이 아닌 마름모는 두 대각선으로만 겹치고 중선으로는 안 겹쳐, 대칭축은 2 개.

정사각형이 아닌 마름모: 대칭축 2 개
3STEP 3

정사각형이 아닌 직사각형은 두 중선으로만 겹치고 대각선으로는 안 겹쳐, 대칭축은 2 개.

정사각형이 아닌 직사각형: 대칭축 2 개
4STEP 4

등변사다리꼴은 두 평행변 중점을 잇는 수직선으로만 겹쳐, 대칭축은 1 개.

등변사다리꼴: 대칭축 1 개
5STEP 5

정사각형은 두 대각선과 두 중선 모두로 겹쳐, 대칭축은 4 개.

정사각형: 대칭축 4 개
6STEP 6

개수를 나열하면 삼각형 3, 마름모 2, 직사각형 2, 사다리꼴 1, 정사각형 4 — 최댓값은 4, 정사각형.

max(3, 2, 2, 1, 4) = 4 → (E) 정사각형
정답
square
변이 n 개인 정다각형은 대칭축이 n 개입니다. 정삼각형은 n = 3 의 정다각형, 정사각형은 n = 4 의 정다각형 — 그러니 정사각형이 정삼각형보다 정확히 하나 더 많아야 하고, 우리 계산과 맞습니다. 정사각형이 아닌 마름모와 직사각형은 정사각형의 대칭축 중 절반씩만 (대각선만 또는 중선만) 가지므로 각 2. 등변사다리꼴은 네 변 도형 중 가장 덜 대칭적이라 1. 전체가 잘 맞아떨어집니다.
💡핵심 정리

이 AMC 8 문제는 사실 4학년 때 배운 "대칭축" 개념만 알면 풀 수 있어요!