경시 · AMC 대비 · 4단계 중 4
AMC 8 · 2014 · #9
학년 8 geometry-2d
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AMC 8 2014 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.
순수 기하 문제이므로 도구 #1(그림 그리기)이 출발점입니다 — △ ABC 를 그리고 AC 위에 D 를 찍은 뒤, BD를 그리고 BD 와 DC 에 같은 길이 표시를 해 두면 △ BDC 가 이등변삼각형이라는 구조가 한눈에 보입니다. 그림이 준비되면 도구 #7(작은 문제로 쪼개기)로 각 찾기를 두 단계로 나눕니다 — (a) 이등변삼각형 △ BDC 안에서 ∠ BDC 를 먼저 구하고, (b) ∠ ADB 와 ∠ BDC 가 D 에서 일직선을 이룬다는 사실로 ∠ ADB 를 구합니다. 각 단계가 모두 한 줄짜리 각 계산입니다.
이등변삼각형 찾기
△ BDC 는 BD = DC 인 이등변삼각형이라 두 밑각이 같으므로 ∠ DBC = ∠ BCD = 70° 입니다.
같은 변 표시를 보고 △ BDC 를 이등변삼각형으로 분류하는 것은 5학년 "성질에 따라 2차원 도형 분류하기" 그대로입니다.
5.G.B.4Draw A Diagram삼각형 내각 합 쓰기
삼각형의 내각의 합은 180° 이므로 ∠ BDC = 180° - 70° - 70° = 40° 입니다.
"삼각형의 세 내각의 합 = 180°" 라는 사실은 8학년에서 비형식적으로 정당화하는 각의 합 정리입니다.
8.G.A.5Identify Subproblems일직선에서 보각 구하기
D 가 직선 AC 위에 있어 ∠ ADB 와 ∠ BDC 는 일직선을 이루는 보각이므로 ∠ ADB = 180° - 40° = 140° 입니다.
일직선 위 인접한 두 각이 보각을 이룬다는 것은 7학년 "보각·여각·맞꼭지각·인접각" 단원의 핵심 사실입니다.
D가 선분 AC 위에 있으므로 ∠ ADB는 이등변삼각형 △ BDC의 꼭지각 ∠ BDC의 보각이다 — 따라서 ∠ ADB를 구하는 일은 ∠ BDC를 구하는 일로 귀결된다.
▸ 왜?
D는 선분 AC 위의 점이므로 반직선 DA와 DC는 D에서 정반대 방향으로 뻗어 하나의 직선을 이루고, 선분 DB가 그 직선을 ∠ ADB와 ∠ BDC로 나누므로 두 각은 함께 그 직선을 채운다.
▸ 왜?
그러면 남은 것은 ∠ BDC뿐인데, ∠ BDC는 삼각형 △ BDC의 세 번째 각이고 나머지 두 각은 알아낼 수 있다.
▸ 왜?
삼각형 △ BDC의 세 내각의 합은 평각이므로 ∠ BDC는 평각에서 나머지 두 각을 뺀 값과 같다.
▸ 왜?
그 나머지 두 각 ∠ DBC와 ∠ BCD는 서로 같고 ∠ BCD가 70°로 주어졌으므로 각각 70°이다.
▸ 왜?
∠ DBC와 ∠ BCD는 이등변삼각형 △ BDC(BD = DC)의 밑각이며, D를 지나 밑변 BC에 수직인 직선을 따라 삼각형을 접으면 변 DB가 변 DC 위에 포개지고 ∠ DBC가 ∠ BCD 위에 정확히 옮겨지므로 두 밑각은 같다.
이 AMC 8 문제는 8학년에서 배우는 "삼각형 세 내각의 합 = 180°" 와 7학년의 "일직선 위 두 각의 합 = 180°" 두 가지 사실만 알면 풀 수 있어요.
- 이등변삼각형 찾기
- 삼각형 내각 합 쓰기
- 일직선에서 보각 구하기
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