AMC 8 · 2018 · #14

학년 4 number-theory
prime-factorizationfactorsdigit-constraintsplace-valuedigit-sum systematic-enumerationcasework ↑ 선수 지식: prime-factorizationplace-value
📏 중간 풀이 💡 3 개 인사이트
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문제
다섯 자리 수들 중 각 자릿수의 곱이 120 이 되는 수를 모두 떠올리고, 그중 가장 큰 수 N 을 찾아 N 의 자릿수의 합을 구하는 문제입니다.

답을 골라 클릭하세요.

(A)
15
(B)
16
(C)
17
(D)
18
(E)
20

AMC 8 2018 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.

풀이 과정
전략 추측하고 확인하기

여러 자리 수를 가장 크게 만들려면 왼쪽(자릿값이 큰 자리) 숫자가 가장 중요하고, 그 다음 자리, 그 다음 자리 순서로 중요합니다. 그래서 도구 #6(추측하고 확인하기) 을 한 자리씩 적용합니다 — 가장 큰 후보 (9, 그다음 8, 7, …) 를 차례로 시도해서, 남은 자릿수들의 곱이 "남은 목표 곱" 과 맞아떨어지는 첫 번째 숫자를 채택합니다. 도구 #7(작은 문제로 쪼개기) 은 전체 문제를 다섯 개의 "한 자리 골라잡기" 작은 문제로 나눠 줍니다 — d₁ 을 고르고 나면 남은 네 자리는 곱이 120d1\frac{120}{d₁} 인 작은 문제, 그다음은 곱이 그것을 다시 나눈 값인 작은 문제, 식으로요. 미리 120 = 2³ × 3 × 5 로 소인수분해해 두면 약수 판정이 즉시 됩니다.

1STEP 1

120 = 2³ × 3 × 5 로 소인수분해하면 한 자리 약수는 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8} 뿐 — 7, 9 는 약수가 아님.

120 = 2³ × 3 × 5
2STEP 2

만의 자리를 최대로: 9 는 실패, 120 ÷ 8 = 15 로 성공하여 d₁ = 8, 남은 네 자리의 곱은 15.

d₁ = 8, 120 ÷ 8 = 15
3STEP 3

천의 자리는 9~6 이 15 를 못 나누고 5 가 성공 (15 ÷ 5 = 3), 그래서 d₂ = 5, 남은 세 자리의 곱은 3.

d₂ = 5, 15 ÷ 5 = 3
4STEP 4

남은 곱 3 의 가장 큰 한 자리 약수는 3, 그래서 d₃ = 3, 마지막 두 자리의 곱은 3 ÷ 3 = 1.

d₃ = 3, 3 ÷ 3 = 1
5STEP 5

마지막 두 자리는 곱이 1 이라 d₄ = d₅ = 1; {8, 5, 3, 1, 1} 을 큰 순서로 놓으면 N = 85311.

d₄ = 1, d₅ = 1 → N = 85311
6STEP 6

N 의 자릿수를 더하면 8 + 5 + 3 + 1 + 1 = 18, 선택지 (D).

8 + 5 + 3 + 1 + 1 = 18 → (D)
정답
18
먼저 자릿수 곱을 확인합니다 — 8 × 5 × 3 × 1 × 1 = 40 × 3 = 120 으로 일치합니다. 85311 보다 더 큰 다섯 자리 수 N' 이 자릿수 곱 120 을 만족할 수 있을까요? 그러려면 만의 자리가 9 여야 하는데 9 가 120 의 약수가 아니어서 남은 네 자릿수의 곱이 자연수가 될 수 없습니다 — 불가능. 그러므로 85311 이 정말로 가장 큰 수이고 자릿수의 합 8+5+3+1+1 = 18 은 선택지 (D) 와 일치합니다.
💡핵심 정리

이 AMC 8 문제는 사실 4학년 때 배운 약수와 자릿값만 알면 풀 수 있어요!