AMC 8 · 2011 · #3

학년 6 geometry-2d
area-rectanglesratio-proportionpattern-recognition area-differenceidentify-subproblems ↑ 선수 지식: area-rectanglesratio-proportion
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트 📊 도형
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문제
5 × 5 정사각형 타일 배열에서 가운데 띠를 이루는 검은 타일이 8 개, 흰 타일이 17 개(1 × 1 중심 + 바깥쪽 5 × 5 띠) 있습니다. 이 정사각형 둘레에 검은 타일로 한 겹의 테두리를 더 두를 때, 새 그림에서 검은 타일과 흰 타일의 비는 얼마일까요?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
8:17
(B)
25:49
(C)
36:25
(D)
32:17
(E)
36:17

AMC 8 2011 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 그림 그리기

이 문제는 그림이 곧 풀이입니다. 도구 #1(그림 그리기)로 도형을 동심 정사각형 — 1 × 1 흰 중심, 그 바깥의 3 × 3 검은 띠, 다시 그 바깥의 5 × 5 흰 띠 — 로 본 뒤, 머릿속에서 7 × 7 검은 띠를 한 겹 더 두르면 됩니다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)은 세기를 두 단계로 나눠 줍니다 — (a) 새로 두른 검은 테두리에 들어가는 타일 수(정사각형 두 개의 넓이 차) 와 (b) 그것을 기존 개수에 더했을 때의 합계. 흰 타일 수는 그대로이므로 실제 계산은 새 검은 타일을 세는 것뿐입니다.

1STEP 1

동심 정사각형으로 보면 3² - 1² = 8 검정, 17 흰색 으로 주어진 개수와 맞습니다.

3² - 1² = 8 (검정), 1 + (5² - 3²) = 17 (흰색)
2STEP 2

한 겹 테두리는 변을 2 늘려 도형이 7 × 7, 즉 49 개 타일이 됩니다.

5 + 2 = 7, 7² = 49
3STEP 3

새 테두리는 7 × 7 에서 5 × 5 를 뺀 부분이라 7² - 5² = 24 개의 검은 타일입니다.

7² - 5² = 49 - 25 = 24
4STEP 4

기존과 새 검정을 더하면 8 + 24 = 32, 흰색은 그대로 17. 검산: 32 + 17 = 49 = 7 × 7. ✓

검정 = 8 + 24 = 32, 흰색 = 17, 32 + 17 = 49 ✓
5STEP 5

17 은 소수라 32 를 나누지 못하므로 검정 : 흰색 = 32 : 17 이 이미 기약비 — 선택지 (D).

검정 : 흰색 = 32 : 17 → (D)
정답
32:17
새 검은 띠(24 개) 가 원래 검은 띠(8 개) 보다 훨씬 크므로 검은 수가 흰 수를 크게 넘어가는 게 자연스럽습니다. 실제로 32 > 17 이고, 합계 32 + 17 = 49 = 7² 이라 빠뜨리거나 두 번 센 타일이 없다는 검산까지 됩니다. 검은 수가 흰 수보다 작은 (A), 원래 25 짜리 정사각형만 보고 만든 (B), 색을 뒤바꾼 (C) 는 모두 이 검산에서 걸러지고, (D) 32 : 17 만이 들어맞습니다.
💡핵심 정리

이 AMC 8 문제는 3학년 "큰 정사각형 - 작은 정사각형" 넓이 사고에 6학년 비 표현만 얹으면 풀 수 있어요!