경시 · AMC 대비 · 4단계 중 4
AMC 8 · 2018 · #14
학년 4 number-theory답을 골라 클릭하세요.
AMC 8 2018 problem © Mathematical Association of America (MAA AMC). Reproduced for educational use.
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 — d₁을 고르고 나면 남은 네 자리는 곱이 120 / d₁ 인 작은 문제, 그다음은 곱이 그것을 다시 나눈 값인 작은 문제, 식으로요. 미리 120 = 2³ × 3 × 5로 소인수분해해 두면 약수 판정이 즉시 됩니다.
120을 소인수분해하기
120 = 2³ × 3 × 5 로 소인수분해하면 한 자리 약수는 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8} 뿐 — 7, 9는 약수가 아님.
약수 쌍을 찾고 소인수를 알아보는 것은 4학년 과정입니다.
4.OA.B.4Identify Subproblems첫째 자리 최대로 정하기
만의 자리를 최대로: 9는 실패, 120 ÷ 8 = 15로 성공하여 d₁ = 8, 남은 네 자리의 곱은 15.
어떤 한 자리 숫자가 120을 나누는지 따져 보는 것은 4학년 약수·배수 추론입니다.
각 자릿수의 곱이 120인 가장 큰 다섯 자리 수는 가장 높은 자리에 120을 나누는 가장 큰 한 자리 숫자인 8을 두어야 한다.
▸ 왜?
가장 큰 수를 만들려면 가장 높은 자리부터 허용되는 가장 큰 숫자로 채워야 한다. 그 자리 하나가 어느 수가 더 큰지를 결정하기 때문이다.
▸ 왜?
각 자리는 바로 아래 자리의 열 배 값을 가지므로, 만의 자리 숫자는 아래 자릿수 전부를 합친 것보다 크다 — 9999조차 만 하나보다 작다.
▸ 왜?
그 자리에 올 수 있는 가장 큰 한 자리 숫자는 9가 아니라 8이다. 첫 자릿수는 120을 나누어야 하는데 9는 나누지 못하기 때문이다.
▸ 왜?
첫 자릿수가 d이면 나머지 네 자릿수는 120 ÷ d가 되도록 곱해져야 하므로, 그 숫자들이 정수가 되려면 d가 120을 나누어떨어지게 해야 한다.
▸ 왜?
9라는 숫자는 3을 두 번 인수로 가져야 하지만, 120 = 2 × 2 × 2 × 3 × 5에는 3이 하나뿐이다 (그리고 2가 셋 있어 바로 그 때문에 8 = 2 × 2 × 2은 맞아떨어진다). 정수는 오직 한 가지 방법으로 소수의 곱으로 나뉘므로, 자릿수를 어떻게 다시 묶어도 두 번째 3을 만들 수 없다.
둘째 자리 정하기
천의 자리는 9~6이 15를 못 나누고 5가 성공 (15 ÷ 5 = 3), 그래서 d₂ = 5, 남은 세 자리의 곱은 3.
15 = 3 × 5를 떠올리는 것은 3학년 곱셈·나눗셈 기본기입니다.
3.OA.C.7Guess And Check셋째 자리 정하기
남은 곱 3의 가장 큰 한 자리 약수는 3, 그래서 d₃ = 3, 마지막 두 자리의 곱은 3 ÷ 3 = 1.
3을 3으로 나누는 것은 3학년 나눗셈 기본기입니다.
3.OA.C.7Guess And Check마지막 두 자리 채우기
마지막 두 자리는 곱이 1이라 d₄ = d₅ = 1; {8, 5, 3, 1, 1}을 큰 순서로 놓으면 N = 85311.
큰 숫자를 큰 자릿값에 두어 수를 가장 크게 만드는 것은 4학년 "다자리수 자릿값 비교" 입니다.
4.NBT.A.2Identify Subproblems각 자리 숫자 더하기
N 의 자릿수를 더하면 8 + 5 + 3 + 1 + 1 = 18, 선택지 (D).
한 자리 숫자 몇 개를 더하는 것은 2학년 "100 안에서의 덧셈" 입니다.
2.NBT.B.5Guess And Check이 AMC 8 문제는 사실 4학년 때 배운 약수와 자릿값만 알면 풀 수 있어요!
- 120을 소인수분해하기
- 첫째 자리 최대로 정하기
- 둘째 자리 정하기
- 셋째 자리 정하기
- 마지막 두 자리 채우기
- 각 자리 숫자 더하기
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