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산술 퍼즐8

봉 위의 개미들 이번 글에서 다룰 문제는 겉보기에는 매우 복잡해 보이지만 원리만 알면 초등학생도 풀 수 있는 문제이다. 1m 길이의 가느다란 봉 위에 25마리의 개미들이 아무 곳에나 서있다. 이들 개미는 출발신호와 함께 왼쪽, 또는 오른쪽으로 1cm/s 속도를 유지하며 봉 끝에 떨어질 때까지 걸어나간다.(좌우 선택은 무작위) 단, 걸어가던 두 개미가 봉 위에서 충돌하면 각자 진행하던 방향을 바꿔 반대로 걸어나간다. 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 1, 2, ... 25번으로 개미들을 이름붙이자. 13번 개미가 봉에서 떨어졌으리라 확신하려면 최소 몇 초간 기다려야 하는가? 문제 속에서 개미의 크기는 무시한다. 풀이정답은 100초이다. 이 문제를 단순히 접근하면 13번 개미의 움직임이 너무 복잡하여 풀기가 어렵다. 이 개미는 .. 2019. 3. 10.
제21회 한국수학올림피아드 1차시험 고등부 19번문제 이번에 준비한 문제는 무시무시한 수학올림피아드 문제이다.제목에 언급했듯 제 21회 한국수학올림피아드(KMO) 1차시험 고등부 A형 19번문제를 가져왔다. 올림피아드 문제라고 거창하고 긴 문제가 전혀 아니지만, 그럼에도 불구하고 상당히 트리키(tricky)한 문제라 하겠다. 다음 식의 값의 정수부분을 구하여라. 단언컨대 누구나 이해할 수 있는 매우 간단한 문제이다. √k의 역수를 k=1일 때부터 2007까지 계속 더하면 대충 얼마냐는 그런 문제인데, 말이 쉽지 제곱근의 역수를 일일이 계산해서는 도저히 풀릴 것 같지 않다. 뾰족한 수가 있는가? 정답 및 풀이 주어진 문제를 풀기 위해 도전 500제(Five Hundred Mathematical Challenges, by Edward J. Barbeau, Mu.. 2018. 8. 26.
초침과 분침의 각도 시계의 초침과 분침의 각도에 대한 고전적인 문제를 소개한다. 아침 8시부터 저녁 8시까지(1) 초침과 분침은 몇 번 겹치는가?(2) 초침과 분침은 몇 번 일직선이 되는가?(겹지는 경우 제외)(3) 초침과 분침은 몇 번 90도를 이루는가? 풀이 사실 침착하게 세면 간단한 문제이다.예를 들어 문제(1) 같은 경우 한 시간이 지날 때 마다 한 번씩 두 바늘이 겹치는데 11시에서 12시, 12시에서 1시만 예외니까 12라고 하면 안 되고 11이 정답이 된다. 다른 문제도 마찬가지로 함정을 피해 침착하게 세면 (2)는 11번, (3)은 22번이 된다. 여기서부터는 좀 더 시각적인 풀이를 위해 그래프를 도입하고자 한다. 가로축을 시간, 세로축을 각도라고 하자. 가로는 0시부터 12시까지, 세로는 12시뱡향 기준으로.. 2018. 6. 16.
말라 비틀어진 딸기 다음 문제는 생각보다 기묘한 구석이 있다. 99%가 물로 이루어져 있는 신선한 딸기가 한여름 뙤약볕에 말라 비틀어져 수분함량이 98%가 되었다. 원래 딸기가 100g이 나갔다면 말라 비틀어진 딸기는 몇 g인가? 이 문제를 풀면 비율이라는 것이 얼마나 사람을 현혹하기 쉬운 것인가를 알게 될 것이다. 풀이 딸기의 99%가 물이라고 가정했으므로 나머지 고형물은 1%, 즉 1g만을 차지할 것이다. 딸기가 말라 비틀어지는 동안 오직 수분만이 증발해 사라질 뿐이므로 수분함량이 98%일때도 고형물의 무게는 여전히 1g이다. 말라 비틀어진 딸기의 2%가 1g이라는 사실로부터 딸기의 전체 무제가 1g×100/2 = 50g이라는 결론을 얻을 수 있다. 이는 신선한 딸기에서 거의 절반가량의 수분이 증발했음을 보여준다. 참고.. 2017. 2. 26.
열일곱 마리의 낙타 (재미있는 영재들의 수학펴즐 2권에서 발췌하였습니다.) 아랍의 어느 노인이 세 아들에게 유산으로 17마리의 낙타를 남기면서, 첫째가 전체의 1/2, 둘째가 전체의 1/3, 셋째가 전체의 1/69를 가지도록 유언하였다. 그런데, 17은 2, 3, 9의 어느 수로도 나누어떨어지지 않으므로, 1/2, 1/3, 1/9씩 나누어 가진다는 것은 불가능하다. 과연 세 형제는 어떻게 낙타를 나누어 가져야 할까? 아랍에서 전해져오는 옛 문제라고 한다. 이 문제가 우리를 당황시키는 이유는 낙타의 수를 분수로서 표현할 수 없기 때문이다. 낙타 17/9마리라니, 말도 안되는 이야기다. 차라리 땅을 나누는 문제였으면 좋았으려만... 아무튼, 이렇게 형제가 고민하고 있는 와중에 한 현자가 낙타를 타고 홀연히 나타나 문제를 해결해.. 2013. 7. 10.
벽돌 한 개의 무개는? 벽돌 한 개가 벽돌 한 개의 3/4와 3/4kg을 합친 것과 균형을 이룬다면 벽돌 한 개의 무게는 얼마일까? 샘 로이드 수학 퍼즐(샘 로이드 지음, 마틴 가드너 편집/해설, 김옥진 옮김, 오혜정 감수, 보누스) 52번째 문제에서 발췌. 3/4와 3/4의 함정에서 벗어날 수 있을까? 해답벽돌의 없어진 1/4을 3/4kg이 대체하고 있는 것이나 마찬가지이다. 따라서 벽돌 한 개의 무게는 3/4kg의 4배, 즉 3kg이다. 좀더 산술적인 풀이는 다음과 같다.x=벽돌의 무게일 때,x=(3/4)x+3/4(1-(3/4))x=3/4(1/4)x=3/4x=(3/4)*(4/1)=3 2013. 5. 13.