AMC 8 · 2024 · #17

쉬운 모드 학년 3
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문제

칸이 3×33 \times 3, 즉 모두 9칸인 작은 체스판을 하나 떠올려봅시다.

체스에서 킹은 자기 옆에 있는 칸을 모두 공격합니다. 가로, 세로, 대각선으로 한 칸 떨어진 칸들이에요. 그래서 가운데 칸에 놓인 킹은 주변의 8칸을 모두 공격합니다 (그림 참고).

이 작은 체스판 위에 흰색 킹 하나와 검은색 킹 하나를 서로 다른 칸에 놓으려고 해요. 단, 두 킹이 서로 공격하면 안 됩니다. 즉, 두 킹이 가로·세로·대각선으로 바로 옆에 놓이면 안 돼요.

이렇게 두 킹을 놓는 방법은 모두 몇 가지일까요?

답을 골라 클릭하세요.

(A)
20
(B)
24
(C)
27
(D)
28
(E)
32
보기 방식:

도구 + CCSS 풀이

이해

문제 재정리: $3 \times 3$ 격자에 서로 구별되는 흰색 킹과 검은색 킹을 한 칸씩 놓습니다. 두 킹이 서로 공격하지 않도록(가로·세로·대각선으로 바로 옆 칸에 있지 않도록) 배치하는 방법의 수를 구하는 문제입니다.

주어진 것: 격자 크기: $3 \times 3$ (총 $9$ 칸); 킹의 공격 범위: 자기 칸 기준 가로·세로·대각선으로 한 칸 떨어진 모든 칸; 두 킹은 서로 다른 색이므로 구별 가능 (흰-A·검-B 와 흰-B·검-A 는 다른 경우); 두 킹은 서로 다른 칸에 있어야 하고 서로 공격하지 않아야 함; 선택지: (A) 20, (B) 24, (C) 27, (D) 28, (E) 32

구하는 것: 조건을 만족하는 (흰 킹, 검은 킹) 배치의 가짓수

이해

문제 재정리: $3 \times 3$ 격자에 서로 구별되는 흰색 킹과 검은색 킹을 한 칸씩 놓습니다. 두 킹이 서로 공격하지 않도록(가로·세로·대각선으로 바로 옆 칸에 있지 않도록) 배치하는 방법의 수를 구하는 문제입니다.

주어진 것: 격자 크기: $3 \times 3$ (총 $9$ 칸); 킹의 공격 범위: 자기 칸 기준 가로·세로·대각선으로 한 칸 떨어진 모든 칸; 두 킹은 서로 다른 색이므로 구별 가능 (흰-A·검-B 와 흰-B·검-A 는 다른 경우); 두 킹은 서로 다른 칸에 있어야 하고 서로 공격하지 않아야 함; 선택지: (A) 20, (B) 24, (C) 27, (D) 28, (E) 32

계획

주요 도구: #1 그림 그리기

보조 도구: #7 작은 문제로 쪼개기, #2 빠짐없이 나열하기, #3 가능성 지우기

$3 \times 3$ 격자라는 작은 그림에서 일어나는 일이므로 가장 먼저 #1 **그림 그리기** 로 9칸을 그려 놓고 흰 킹을 어디에 놓을 수 있는지 직접 살펴봅니다. 그림을 보면 칸은 **모서리·변·중앙** 의 세 종류로 자연스럽게 나뉘고, 각 종류마다 공격하는 칸 수가 다릅니다. 그래서 #7 **작은 문제로 쪼개기** 로 "흰 킹이 모서리에 있을 때", "변에 있을 때", "중앙에 있을 때" 의 세 작은 문제로 나누어 풀고, 각 경우 안에서는 #2 **빠짐없이 나열하기** (곱의 법칙) 로 검은 킹의 자리 수를 셉니다. 마지막에 #3 **가능성 지우기** 로 합한 값을 선택지와 맞춰 확인합니다. 객관식 문제이므로 단순한 시각·세기 도구만으로 충분하고, 굳이 대수 도구는 필요 없습니다.

실행 — 정답: E

#1 그림 그리기 K.G.A.1 단계 1
  • 먼저 $3 \times 3$ 격자를 그리고 9칸을 위치에 따라 **세 종류** 로 색칠해 둡니다.
  • 네 귀퉁이는 **모서리 칸 4개**, 각 변의 가운데는 **변 칸 4개**, 한가운데는 **중앙 칸 1개** 입니다.
  • 합계 $4 + 4 + 1 = 9$ 로 모든 칸이 정확히 한 번씩 분류됩니다.
$$\text{모서리}=4,\ \text{변}=4,\ \text{중앙}=1,\ \text{합}=9$$

💡 칸을 "귀퉁이", "옆", "가운데" 같은 위치 말로 분류하는 것은 유치원의 위치 표현 단원에서 배우는 능력입니다.

#1 그림 그리기 K.G.A.1 단계 2
  • 각 종류의 칸에서 킹이 공격하는 칸 수를 그림으로 세어 둡니다.
  • **모서리 칸**(예: 왼쪽 위)에 킹이 있으면 오른쪽·아래·오른아래 대각선의 **3칸**을 공격합니다.
  • **변 칸**(예: 위쪽 가운데)에 있으면 좌·우·아래·왼아래·오른아래의 **5칸**을 공격합니다.
  • **중앙 칸** 에 있으면 둘레의 **8칸 전부** 를 공격합니다.
  • 이 세 숫자(3, 5, 8)가 각 경우의 핵심 재료입니다.
$$\text{모서리 공격수}=3,\ \text{변 공격수}=5,\ \text{중앙 공격수}=8$$

💡 한 칸의 가로·세로·대각선 이웃이 몇 개인지 세는 것은 유치원의 위치/이웃 표현 활동에서 다루는 일입니다.

#7 작은 문제로 쪼개기 3.OA.A.1 단계 3
  • 큰 문제("전체 배치 수")를 **작은 문제 3개** 로 쪼갭니다: ① 흰 킹이 모서리에 있을 때, ② 변에 있을 때, ③ 중앙에 있을 때.
  • 각 경우 안에서 검은 킹이 갈 수 있는 칸 수는 $9 - 1 - (\text{공격수})$ 입니다 ($1$ 은 흰 킹이 차지한 칸).
  • 곱의 법칙으로 흰 킹 자리 수와 검은 킹 자리 수를 곱하면 그 경우의 가짓수가 됩니다.
$$\text{경우당 가짓수} = (\text{흰 킹 자리 수}) \times (9 - 1 - \text{공격수})$$

💡 "A 가지 선택, 그 각각마다 B 가지 선택 → 총 $A \times B$ 가지"를 그룹의 곱으로 해석하는 것은 3학년 곱셈의 의미 단원의 핵심입니다.

#2 빠짐없이 나열하기 3.OA.C.7 단계 4
  • **경우 ①: 흰 킹이 모서리 칸**.
  • 흰 킹의 자리는 $4$ 가지(귀퉁이 4개).
  • 흰 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 3칸, 총 $4$ 칸을 막으므로 검은 킹이 갈 수 있는 칸은 $9 - 4 = 5$ 칸.
  • 따라서 이 경우의 가짓수는 $4 \times 5 = 20$.
$$4 \times (9 - 1 - 3) = 4 \times 5 = 20$$

💡 $4 \times 5 = 20$ 같은 한 자리 수 곱셈을 능숙하게 하는 것은 3학년의 100 이내 곱셈 단원에 해당합니다.

#2 빠짐없이 나열하기 3.OA.C.7 단계 5
  • **경우 ②: 흰 킹이 변 칸**.
  • 흰 킹의 자리는 $4$ 가지.
  • 흰 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 5칸, 총 $6$ 칸을 막으므로 검은 킹은 $9 - 6 = 3$ 칸 중에서 고를 수 있습니다.
  • 따라서 이 경우의 가짓수는 $4 \times 3 = 12$.
$$4 \times (9 - 1 - 5) = 4 \times 3 = 12$$

💡 $4 \times 3 = 12$ 도 3학년 곱셈 구구단의 기본 사실입니다.

#2 빠짐없이 나열하기 3.OA.C.7 단계 6
  • **경우 ③: 흰 킹이 중앙 칸**.
  • 흰 킹의 자리는 $1$ 가지뿐.
  • 중앙의 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 8칸, 즉 **9칸 모두** 를 막으므로 검은 킹이 갈 자리는 $9 - 9 = 0$ 칸.
  • 따라서 이 경우의 가짓수는 $1 \times 0 = 0$ — 중앙에 흰 킹을 놓는 순간 검은 킹은 어디에도 못 갑니다.
$$1 \times (9 - 1 - 8) = 1 \times 0 = 0$$

💡 어떤 수에 $0$ 을 곱하면 $0$ 이라는 사실은 3학년 곱셈의 기본 성질입니다.

#7 작은 문제로 쪼개기 2.NBT.B.5 단계 7
  • 세 작은 문제의 답을 더해 전체 가짓수를 얻습니다: $20 + 12 + 0 = 32$.
  • 모서리·변·중앙은 서로 겹치지 않게 흰 킹의 위치를 나눈 것이므로 그대로 합의 법칙을 쓰면 됩니다.
$$20 + 12 + 0 = 32$$

💡 $20 + 12 + 0$ 같은 두 자리 수 덧셈은 2학년의 100 이내 덧셈 단원에서 충분히 다룹니다.

#3 가능성 지우기 1.NBT.B.3 단계 8
  • 구한 값 $32$ 를 선택지와 맞춥니다.
  • (A) $20$ 은 경우 ① 만 센 값, (B) $24$ 와 (C) $27$ 은 우리가 계산한 어떤 부분합으로도 나오지 않으며, (D) $28$ 은 끝에서 $4$ 가 모자란 함정 값입니다.
  • $32$ 는 정확히 **(E)**.
$$32 \;\Rightarrow\; \textbf{(E)}$$

💡 두 자리 수 다섯 개 중에서 $32$ 와 같은 값을 찾는 일은 1학년의 두 자리 수 비교 기능입니다.

[1] #1 K.G.A.1 먼저 $3 \times 3$ 격자를 그리고 9칸을 위치에 따라 **세 종류** 로 색칠해 둡니다. 네 귀퉁이는 **모서리 칸 4개**, 각 변의
[2] #1 K.G.A.1 각 종류의 칸에서 킹이 공격하는 칸 수를 그림으로 세어 둡니다. **모서리 칸**(예: 왼쪽 위)에 킹이 있으면 오른쪽·아래·오른아래 대각선의
[3] #7 3.OA.A.1 큰 문제("전체 배치 수")를 **작은 문제 3개** 로 쪼갭니다: ① 흰 킹이 모서리에 있을 때, ② 변에 있을 때, ③ 중앙에 있을 때. 각
[4] #2 3.OA.C.7 **경우 ①: 흰 킹이 모서리 칸**. 흰 킹의 자리는 $4$ 가지(귀퉁이 4개). 흰 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 3칸, 총 $4$ 칸을
[5] #2 3.OA.C.7 **경우 ②: 흰 킹이 변 칸**. 흰 킹의 자리는 $4$ 가지. 흰 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 5칸, 총 $6$ 칸을 막으므로 검은 킹은
[6] #2 3.OA.C.7 **경우 ③: 흰 킹이 중앙 칸**. 흰 킹의 자리는 $1$ 가지뿐. 중앙의 킹은 자기 칸 1개 + 공격하는 8칸, 즉 **9칸 모두** 를 막
[7] #7 2.NBT.B.5 세 작은 문제의 답을 더해 전체 가짓수를 얻습니다: $20 + 12 + 0 = 32$. 모서리·변·중앙은 서로 겹치지 않게 흰 킹의 위치를 나눈
[8] #3 1.NBT.B.3 구한 값 $32$ 를 선택지와 맞춥니다. (A) $20$ 은 경우 ① 만 센 값, (B) $24$ 와 (C) $27$ 은 우리가 계산한 어떤 부

검토

합리성 확인: 답을 다른 방법으로 검산해 봅니다. 전체 (흰, 검) 배치는 같은 칸을 못 쓰므로 $9 \times 8 = 72$ 가지입니다. 서로 공격하는(이웃한) 칸 쌍의 수를 세 보면, $3 \times 3$ 격자의 가로·세로 이웃은 $3 \cdot 2 + 2 \cdot 3 = 12$ 쌍, 대각선 이웃은 $2 \cdot 2 \cdot 2 = 8$ 쌍, 합 $20$ 쌍입니다. 흰·검의 순서를 구별하므로 공격하는 배치는 $20 \times 2 = 40$. 따라서 공격하지 않는 배치는 $72 - 40 = 32$. 케이스 분석으로 구한 답과 정확히 일치합니다. 또 중앙에 놓으면 무조건 0이라는 사실, 모서리 경우 $20$ 이 가장 크다는 사실이 그림으로도 직관에 맞습니다.

대안 접근: 도구 #16 **관점 바꾸기(여집합)** 를 써서 풀 수도 있습니다. 전체 $9 \times 8 = 72$ 가지 중에서 "서로 공격하는" 배치를 빼는 방식이 그것입니다(위 검산에서 사용). 직접 세기와 같은 답 $32$ 가 나오므로 답이 안전합니다. 다만 어린 학생에게는 "경우를 나눠서 더하기" 가 더 직관적이라 본 풀이를 우선했습니다.

사용된 CCSS 표준 (최저 학년 3)

  • K.G.A.1 위·아래·옆·앞 등을 사용해 물체의 위치를 묘사한다 ($3 \times 3$ 격자의 9칸을 "모서리·변·중앙" 으로 분류하고, 각 칸의 가로·세로·대각선 이웃이 몇 개인지 그림으로 세는 데 사용.)
  • 1.NBT.B.3 두 자리 수 두 개를 기호로 비교한다 (구한 답 $32$ 를 선택지 $20, 24, 27, 28, 32$ 와 비교해 (E) 임을 확인하는 데 사용.)
  • 2.NBT.B.5 100 이내의 덧셈과 뺄셈을 능숙하게 한다 (세 경우의 가짓수 $20 + 12 + 0 = 32$ 를 더하는 데 사용.)
  • 3.OA.A.1 곱셈을 "같은 그룹의 총 개수" 로 해석한다 ("흰 킹의 자리 수 × 검은 킹의 자리 수 = 그 경우의 배치 수" 라는 곱의 법칙을 그룹 곱으로 이해하는 데 사용.)
  • 3.OA.C.7 100 이내의 곱셈·나눗셈을 능숙하게 한다 (각 경우의 가짓수 $4 \times 5 = 20$, $4 \times 3 = 12$, $1 \times 0 = 0$ 을 직접 계산하는 데 사용.)

⭐ 이 AMC 8 문제는 사실 3학년 때 배운 곱셈과 "경우 나눠 더하기" 만 알면 풀 수 있어요!

⭐ 이 AMC 8 문제는 사실 3학년 때 배운 곱셈과 "경우 나눠 더하기" 만 알면 풀 수 있어요!