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사고력 · 초6-2 분수의 혼합 계산

문제

간단히 계산하기(1)

긴 식 다섯 개는 1 1/2 × 1 1/3 × … × 1 1/100, 1÷1/2÷2/3÷…÷9/10, (1+2+…+7+…+2+1)/(77×77), (1+3/7)×(1+3/8)×…×(1+3/25), (1+1/2)(1-1/2)×…×(1+1/99)(1-1/99)입니다. 알맞은 꼴로 고쳐 쓰면 앞뒤가 약분됩니다. 다섯 식의 값을 각각 구합니다.
내 답
풀이 과정
전략 패턴 찾기 — 인수가 아흔아홉 개나 되는 곱을 그대로 계산할 수는 없습니다. 그래서 먼저 모양은 같으면서 인수가 서넛뿐인 짧은 식을 손으로 계산해 보고, 거기서 무엇이 약분되는지 확인한 다음 그 방식을 끝까지 밀고 갑니다. 열쇠는 고쳐 쓰기입니다. 대분수는 가분수로, 괄호 안의 덧셈은 분수 하나로, 나눗셈은 곱셈으로 바꿉니다. 다섯 식이 모두 평범한 분수의 곱 하나가 되고 나면 '여기 분자가 곧 저기 분모'라는 규칙이 눈에 들어오고, 사슬의 가운데는 스스로 지워집니다. (5)만은 생각을 하나 더 얹어야 합니다. 사슬 하나가 아니라 둘로 갈라야 하므로 따로 떼어 작은 문제로 다룹니다.
1STEP 1

인수 세 개짜리로 줄여서 무엇이 약분되는지 보기

짧은 곱으로 앞뒤가 약분되는 모습을 봅니다.

1 1/2 × 1 1/3 × 1 1/4 = 3/2 × 4/3 × 5/4 = (3 × 4 × 5)/(2 × 3 × 4) = 5/2
2STEP 2

(1) 같은 약분을 2에서 100까지 밀고 가기

(1)은 끝까지 밀고 가 50 1/2입니다.

3/2 × 4/3 × 5/4 × … × 101/100 = 101/2 = 50 1/2
3STEP 3

(2) 나눗셈의 사슬을 같은 모양의 곱셈 사슬로 바꾸기

(2)는 나눗셈을 곱셈으로 바꿔 10입니다.

1 ÷ 1/2 ÷ 2/3 ÷ … ÷ 9/10 = 1 × 2/1 × 3/2 × … × 10/9 = 10/1 = 10
4STEP 4

(3) 올라갔다 내려오는 합을 7 × 7로 읽기

(3)은 올라갔다 내려오는 합이 제곱이라 1/121입니다.

(1+2+…+7+…+2+1)/(77 × 77) = (7 × 7)/(77 × 77) = 7/77 × 7/77 = 1/11 × 1/11 = 1/121
5STEP 5

(4) 같은 방법이지만 분자가 세 칸 뒤에 놓이는 경우

(4)는 분자가 세 칸 뒤에 놓여 39입니다.

10/7 × 11/8 × … × 28/25 = (26 × 27 × 28)/(7 × 8 × 9) = 26/8 × 27/9 × 28/7 = 13/4 × 3 × 4 = 39
6STEP 6

(5) 뒤엉킨 곱을 깔끔한 두 사슬로 가르기

(5)는 두 사슬로 갈라 50/99입니다.

(3/2×…×100/99) × (1/2×…×98/99) = 100/2 × 1/99 = 50 × 1/99 = 50/99
7STEP 7

사슬의 양 끝을 확인하기

사슬의 양 끝만 보아도 모두 맞습니다.

101/2 = 50 1/2, 10, 1/121, 39, 50/99
정답
50 1/2, 10, 1/121, 39, 50/99
101 ÷ 2 = 50 1/2
답마다 식의 크기가 말해 주는 자리에 정확히 놓여 있습니다. (1)은 1보다 조금 큰 인수가 아흔아홉 개 곱해진 것이니 1보다는 넉넉히 크되 터무니없이 크지는 않아야 하는데, 50 1/2이 딱 그렇고 마지막 분자 101의 절반이기도 합니다. (2)는 1보다 작은 분수 아홉 개로 나누었으니 값이 커져야 하고, 남은 것의 역수인 자연수 10이 나오는 것이 자연스럽습니다. (3)은 분자 49가 분모 77 × 77 = 5929에 비해 훨씬 작으니 아주 작은 분수가 맞고, 5929 = 121 × 49이므로 49/5929는 정말 1/121입니다. (4)는 1.1과 1.4 사이의 인수가 열아홉 개이니 수십 정도가 나와야 하는데, (26 × 27 × 28)/504 = 19656/504 = 39로 딱 떨어집니다. (5)는 (1+1/k)(1-1/k)이 매번 1보다 조금 작으니 곱이 1보다 작고 점점 줄어야 하는데, 50/99은 1/2에 살짝 못 미칩니다.
핵심 정리

분수를 줄지어 세워 앞의 분자가 뒤의 분모와 맞물리게 하면, 가운데는 저절로 지워지고 양 끝 두 수만 남습니다.

  • 인수 세 개짜리로 줄여서 무엇이 약분되는지 보기
  • (1) 같은 약분을 2에서 100까지 밀고 가기
  • (2) 나눗셈의 사슬을 같은 모양의 곱셈 사슬로 바꾸기
  • (3) 올라갔다 내려오는 합을 7 × 7로 읽기
  • (4) 같은 방법이지만 분자가 세 칸 뒤에 놓이는 경우
  • (5) 뒤엉킨 곱을 깔끔한 두 사슬로 가르기
  • 사슬의 양 끝을 확인하기