연속 번호의 평균이 반쪽이면, 개수의 홀짝을 알 수 있을까요?

가상 보관함의 연속된 정수 번호를 평균 냈더니 소수 부분이 반이었어요. 번호를 짝지어 평균을 구하고, 가운데 정수가 있는 경우와 가운데 두 정수가 있는 경우를 구별해 개수의 홀짝을 추론해요.

책등과 도서관 서가

이미지: AI 생성 · 수학 이야기

가상 보관함의 표찰 번호가108부터113까지 하나도 빠짐없이 이어져요. 번호는 정수이며 각 번호를 한 번씩만 사용해요. 여섯 표찰을 모두 더하지 않고 평균을 구할 수 있을까요? 또 어떤 연속 정수 표찰 묶음의 평균이 반쪽 소수로 끝난다면 표찰 수가 홀수인지 짝수인지 알 수 있을까요?

양끝을 짝지으면108과113,109와112,110과111의 합이 모두221입니다. 각 쌍의 평균은110.5이므로 전체 평균도 같아요.

108+1132=110.5\frac{108+113}{2}=110.5

가운데 한 정수가 아니라110과111 사이가 중심이에요. 번호 자체에 반쪽 정수가 없어도 평균이 반쪽으로 나오는 데 모순은 없어요.

표찰이107부터113까지 일곱 개였다면 양끝107과113의 평균은110이고 가운데 실제 표찰도110입니다. 연속 정수가 홀수 개면 가운데 정수가 있으며 평균이 그 정수와 같아요. 짝수 개면 가운데 두 정수는 하나 차이이므로 그 평균은 항상 반쪽 소수예요. 따라서 조건을 모두 지킨 묶음에서 평균이110.5라면 개수는 짝수예요. 정확히 몇 개인지는 추가 정보가 필요해요.

반쪽 평균에서 개수가 짝수라는 결론은 연속 여부나 중복 여부와 관계없이 동일 가중치의 정수 자료에 성립해요. 합계 S가 정수이고 평균이 정수 k에 반을 더한 값이면

2S=n(2k+1)2S=n(2k+1)

입니다. 왼쪽이 짝수이고 오른쪽의 괄호는 홀수라 자료 수 n이 짝수여야 해요. 반면 짝수 개라는 정보에서 반쪽 평균을 보장하는 역방향이나 양끝 평균 공식에는 연속 조건이 필요해요. 예를 들어8과10은 두 정수지만 평균9입니다. 이번 가상 표찰에서는 연속성을 이용한 빠른 계산과 평균 모양만으로 가능한 일반 추론을 구별해야 해요.

참고한 수학 개념: NRICH · Consecutive Numbers.

이 글의 생활 상황과 계산 예시는 수학 이야기에서 새로 구성했습니다.

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