8학년 수학 활용 문제: 질문 및 단계별 해답

이 페이지에는 학생들의 비판적 사고력과 문제 해결 능력을 강화하도록 설계된 다양한 8학년 수학 활용 문제가 수록되어 있습니다. 엄선된 도전 문제들과 설명이 포함된 단계별 해답을 아래에서 확인하세요. 각 질문 아래에 숨겨진 해답을 펼쳐 복잡한 대수 및 기하학적 문제에 필요한 논리적 순서를 검토해 보세요.

이 페이지의 문제는 다음과 같은 필수 중학교 수학 주제를 다룹니다:

연습 문제 및 해답

  1. 자동차가 4시간 41분 동안 281마일을 이동했습니다. 시속 마일(mph)로 나타낸 자동차의 평균 속력은 얼마입니까?
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    먼저 4시간 41분의 시간을 시간 단위로 환산합니다:

    \[ 4\ \text{시간} + 41\ \text{분} = 4 + \dfrac{41}{60} = \dfrac{240 + 41}{60} = \dfrac{281}{60}\ \text{시간} \]

    평균 속력 \( S \)는 거리를 시간으로 나누어 구합니다:

    \[ S = \dfrac{281\ \text{마일}}{\dfrac{281}{60}\ \text{시간}} = 281 \times \dfrac{60}{281} = 60\ \text{마일/시} \]
  2. \( x \)를 구하시오:
    \[ 5x - 7 = 3x + 9 \]
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    \( 5x - 7 = 3x + 9 \)에서 시작합니다:

    양변에서 \( 3x \)를 뺍니다: \( 2x - 7 = 9 \)

    양변에 7을 더합니다: \( 2x = 16 \)

    양변을 2로 나눕니다: \( x = 8 \)

  3. 연립방정식을 푸시오:
    \[ 2x + 3y = 12 \]
    \[ 4x - y = 7 \]
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    두 번째 방정식 \( 4x - y = 7 \)에서 \( y \)를 구합니다: \( y = 4x - 7 \)

    \( y \)를 첫 번째 방정식 \( 2x + 3y = 12 \)에 대입합니다:

    \[ 2x + 3(4x - 7) = 12 \] \[ 2x + 12x - 21 = 12 \] \[ 14x - 21 = 12 \implies 14x = 33 \implies x = \dfrac{33}{14} \]

    \( x \)를 다시 \( y = 4x - 7 \)에 대입합니다:

    \[ y = 4\left(\dfrac{33}{14}\right) - 7 = \dfrac{132}{14} - \dfrac{98}{14} = \dfrac{34}{14} = \dfrac{17}{7} \]
  4. 식을 간소화하시오:
    \[ \sqrt{50} + \sqrt{18} \]
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    먼저 제곱인 인수를 찾아 각 제곱근을 간소화합니다:

    \[ \sqrt{50} = \sqrt{25 \times 2} = 5\sqrt{2} \] \[ \sqrt{18} = \sqrt{9 \times 2} = 3\sqrt{2} \]

    간소화된 두 항을 더합니다: \( 5\sqrt{2} + 3\sqrt{2} = 8\sqrt{2} \)

  5. 평행인 두 변의 길이가 각각 10 cm와 14 cm이고 높이가 6 cm인 사다리꼴의 넓이를 구하시오.
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    사다리꼴 넓이 공식은 \( A = \dfrac{1}{2} \times (b_1 + b_2) \times h \)입니다.

    \[ A = \dfrac{1}{2} \times (10 + 14) \times 6 = \dfrac{1}{2} \times 24 \times 6 = 72\ \text{cm}^2 \]
  6. 직사각형의 길이는 너비의 4배입니다. 넓이가 100 m2일 때, 직사각형의 길이는 얼마입니까?
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    너비를 \( W \)라고 합시다. 길이 \( L \)은 \( 4W \)입니다. 넓이 공식에 따르면:

    \[ \text{넓이} = L \times W = (4W) \times W = 4W^2 \] \[ 4W^2 = 100 \implies W^2 = 25 \implies W = 5\ \text{m} \]

    길이는 \( L = 4 \times 5 = 20\ \text{m} \)입니다.

  7. 직사각형의 길이가 원래 크기의 2배로 늘어나고, 너비가 원래 크기의 3배로 늘어났습니다. 새로운 직사각형의 넓이가 1800 제곱미터와 같다면, 원래 직사각형의 넓이는 얼마입니까?
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    원래 넓이를 \( A_{\text{original}} = L \times W \)라고 합시다.

    새로운 가로세로 크기는 \( 2L \)과 \( 3W \)입니다. 새로운 넓이는 다음과 같습니다:

    \[ A_{\text{new}} = (2L) \times (3W) = 6(LW) = 1800 \]

    원래 넓이(\( LW \))를 구합니다: \( L \times W = \dfrac{1800}{6} = 300\ \text{m}^2 \).

  8. 정육면체의 각 모서리 크기가 원래 크기의 두 배로 늘어났습니다. 새 정육면체의 부피가 64,000 세제곱센티미터일 때, 원래 정육면체 한 면의 넓이는 얼마입니까?
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    원래 모서리 길이를 \( x \)라고 합시다. 새로운 모서리 길이는 \( 2x \)입니다.

    새로운 부피는 \( (2x)^3 = 8x^3 = 64,000 \)입니다.

    \[ x^3 = 8,000 \implies x = \sqrt[3]{8,000} = 20\ \text{cm} \]

    원래 정육면체 한 면의 넓이는 \( x^2 = 20^2 = 400\ \text{cm}^2 \)입니다.

  9. 펌프 A는 물탱크를 5시간 만에 채울 수 있고, 펌프 B는 같은 탱크를 8시간 만에 채울 수 있습니다. 두 펌프가 함께 작동하여 탱크를 채우는 데는 얼마나 걸립니까? (가장 가까운 분 단위로 반올림하시오.)
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    펌프 A는 시간당 탱크의 \( 1/5 \)을 채웁니다. 펌프 B는 시간당 \( 1/8 \)을 채웁니다.

    함께 채우는 양: 시간당 \( \dfrac{1}{5} + \dfrac{1}{8} = \dfrac{13}{40} \).

    총시간 \( t = \dfrac{40}{13} \) 시간이며, 이는 \( 3\dfrac{1}{13} \) 시간입니다.

    분으로 환산: \( \dfrac{1}{13} \times 60 \approx 4.6 \) 분으로, 5분으로 반올림됩니다. 총시간은 3시간 5분입니다.

  10. 직육면체 모양의 지하 저장 탱크에 일정한 비율로 물이 펌프질되어 들어오고 있습니다. 탱크 내 물 높이의 시간 변화를 가장 잘 나타내는 그래프는 어느 것입니까?
    rectangular prism and height-time graphs
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    일정한 비율로 물이 채워지므로 높이는 선형적으로 증가해야 합니다. 감소하는 선이나 일정한 평평한 선을 보여주는 그래프는 틀렸습니다. 높이가 꾸준히 증가하는 왼쪽 아래 그래프가 시나리오를 올바르게 나타냅니다.

  11. 직각삼각형의 한 변(밑변)이 18 cm이고 넓이가 216 제곱 cm입니다. 이 삼각형의 둘레를 구하시오.
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    넓이 = \( \dfrac{1}{2} \times \text{밑변} \times \text{높이} \). 주어진 넓이 = 216이고 한 변 \( a = 18 \):

    \[ 216 = \dfrac{1}{2} \times 18 \times b \implies 9b = 216 \implies b = 24\ \text{cm} \]

    피타고라스 정리를 사용하여 빗변 \( c \)를 구합니다:

    \[ c^2 = 18^2 + 24^2 = 324 + 576 = 900 \implies c = 30\ \text{cm} \]

    둘레 = \( 18 + 24 + 30 = 72\ \text{cm} \).

  12. 53개의 변을 가진 다각형의 내각 크기의 합은 얼마입니까?
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    내각의 합 공식은 \( 180(n - 2) \)입니다. \( n = 53 \)일 때:

    \[ \text{합} = 180(53 - 2) = 180 \times 51 = 9180^\circ \]
  13. 잭(Jack)은 사라(Sarah)보다 키가 크지만 말리카(Malika)와 타니아(Tania) 둘 다보다는 작습니다. 말리카는 타니아보다 작습니다. 나타샤(Natasha)는 사라보다 작습니다. 가장 작은 사람은 누구입니까?
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    조건에 따르면: 나타샤 < 사라 < 잭. 잭 < 말리카 < 타니아.

    이 크기들을 결합하면 연속된 순서가 나옵니다: 나타샤 < 사라 < 잭 < 말리카 < 타니아. 나타샤가 가장 작습니다.

  14. 넓이가 800 제곱 피트인 직각이등변삼각형의 높이(두 변 중 하나)와 빗변의 길이는 각각 얼마입니까?
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    두 변을 모두 \( x \)라고 합시다. 넓이 = \( \dfrac{1}{2} x^2 = 800 \implies x^2 = 1600 \implies x = 40\ \text{ft} \).

    피타고라스 정리를 이용한 빗변 \( h \): \( h^2 = 40^2 + 40^2 = 3200 \).

    \[ h = \sqrt{3200} = 40\sqrt{2} \approx 56.57\ \text{ft} \]
  15. 한 변의 길이가 20미터인 정사각형 내부에 내접하는 원의 둘레를 구하시오.
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    내접원의 지름은 정사각형의 한 변의 길이(20 m)와 같으므로, 반지름 \( r = 10\ \text{m} \)입니다.

    둘레 \( C = 2\pi r = 2\pi(10) = 20\pi \approx 62.8\ \text{m} \).

  16. 두 서로 다른 학교(A와 B)의 학생 수가 같습니다. 학교 A의 남학생과 학교 B의 남학생의 비는 2:1이고, 학교 A의 여학생과 학교 B의 여학생의 비는 4:5입니다. 학교 A의 남학생과 여학생의 비를 구하시오.
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    B의 남학생을 \( x \)라고 하면 A의 남학생은 \( 2x \)입니다. B의 여학생을 \( 5y \)라고 하면 A의 여학생은 \( 4y \)입니다.

    총학생 수가 같습니다: \( 2x + 4y = x + 5y \implies x = y \).

    학교 A의 남학생 대 여학생의 비: \( \dfrac{2x}{4y} = \dfrac{2x}{4x} = \dfrac{1}{2} \). 비는 1:2입니다.

  17. 어느 학급에서 남학생과 여학생의 비는 5:6입니다. 총학생 수가 66명일 때, 학급의 여학생은 몇 명입니까?
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    남학생 = \( 5x \), 여학생 = \( 6x \)라고 합시다. 총학생 수 = \( 11x = 66 \implies x = 6 \).

    여학생 수 = \( 6x = 6(6) = 36 \).

  18. 가방에 빨간색 공 5개, 초록색 공 3개, 파란색 공 2개가 들어 있습니다. 가방에서 공을 무작위로 하나 뽑을 때, 그 공이 빨간색이거나 파란색일 확률은 얼마입니까?
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    총 공의 개수 = \( 5 + 3 + 2 = 10 \). 빨간색 또는 파란색 공의 개수 = \( 5 + 2 = 7 \).

    확률 \( = \dfrac{7}{10} \).

  19. 사다리가 벽에 기대어 있습니다. 사다리의 밑부분은 벽으로부터 6미터 떨어져 있고, 사다리는 8미터 높이에 닿아 있습니다. 사다리의 길이는 얼마입니까?
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    벽, 바닥, 사다리는 직각삼각형을 이룹니다. 사다리의 길이 \( L \)은 빗변입니다:

    \[ L = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10\ \text{m} \]
  20. 재킷의 가격이 \( \$80 \)에서 \( \$100 \)로 올랐습니다. 백분율 인상 폭은 얼마입니까?
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    인상액 = \( \$100 - \$80 = \$20 \).

    백분율 인상 폭 = \( \left( \dfrac{\text{인상액}}{\text{원래 가격}} \right) \times 100 = \left(\dfrac{20}{80}\right) \times 100 = 25\% \).

  21. 조(Joe)는 일정 거리를 시속 45마일의 속력으로 운전했습니다. 그 후 같은 거리를 시속 55마일의 속력으로 운전했습니다. 전체 여행의 평균 속력은 얼마입니까?
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    거리를 \( d \)라고 합시다. 총거리 = \( 2d \). 총시간 = \( \dfrac{d}{45} + \dfrac{d}{55} \).

    공통분모는 495입니다: \( \dfrac{11d}{495} + \dfrac{9d}{495} = \dfrac{20d}{495} \).

    평균 속력 = \( \dfrac{2d}{\dfrac{20d}{495}} = 2d \times \dfrac{495}{20d} = \dfrac{990}{20} = 49.5\ \text{마일/시} \).

  22. 두 공 A와 B가 원형 트랙을 따라 회전합니다. 공 A는 26분 동안 2번 온전한 회전을 하고, 공 B는 35분 동안 5번 온전한 회전을 합니다. 두 공이 지금 같은 지점에서 회전을 시작한다면, 언제 다시 같은 출발점에 있게 됩니까?
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    A의 한 바퀴 회전 시간 = \( 26 / 2 = 13 \)분. B의 회전 시간 = \( 35 / 5 = 7 \)분.

    다시 만나는 시간은 13과 7의 최소공배수(LCM)이며, \( 13 \times 7 = 91 \)분입니다.

  23. 네 수 \( x , y , z \) 및 \( w \)의 평균이 25입니다. \( x , y \) 및 \( z \)의 평균은 27입니다. \( w \)를 구하시오.
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    4개 수의 합: \( x + y + z + w = 4 \times 25 = 100 \).

    처음 3개 수의 합: \( x + y + z = 3 \times 27 = 81 \).

    따라서 \( 81 + w = 100 \implies w = 19 \).

  24. 피터(Peter)는 일정한 속력으로 2시간 동안 운전했습니다. 그 후 쇼핑을 하고 휴식을 취하기 위해 1시간 동안 멈췄다가 일정한 속력으로 집으로 돌아왔습니다. 피터가 운전할 때 집으로부터의 거리 변화를 가장 잘 나타내는 그래프는 어느 것입니까?
    graphs of distance-time
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    집으로부터의 거리는 먼저 증가하고(멀어짐), 평평하게 유지되고(쇼핑/휴식), 다시 0으로 감소해야 합니다(집으로 돌아옴). 왼쪽 아래 그래프만이 이 정확한 궤적을 보여줍니다.

    처음에 왼쪽에 있는 직육면체는 물로 가득 차 있었습니다. 그런 다음 두 용기의 물 높이가 같아지도록 오른쪽 원통형 용기에 물을 부었습니다. 두 용기 속 물의 높이 \(h\)를 구하시오 (소수점 첫째 자리까지 반올림하시오).
    rectangular prisms and a cylinder
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    왼쪽 직육면체 부피 = \( 2 \times 4 \times 10 = 80\ \text{cm}^3 \). 이 물은 가운데 직육면체와 원통에 나누어 담깁니다.

    가운데 직육면체 부피 = \( 2 \times 4 \times h = 8h \). 원통 부피 = \( \pi (1)^2 h = \pi h \).

    합계: \( 8h + \pi h = 80 \implies h(8 + \pi) = 80 \implies h = \dfrac{80}{8 + 3.14} \approx 7.2\ \text{cm} \).

    정사각형 ABCD의 둘레 크기는 100 cm입니다. 선분 MN의 길이는 5 cm이고 삼각형 MNC는 직각이등변삼각형입니다. 오각형 ABNMD의 넓이를 구하시오.
    square ABCD with triangle MNC
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    정사각형 둘레 = 100이므로 한 변의 길이 = 25 cm입니다. 총넓이 = 625 cm²입니다.

    삼각형 MNC는 빗변이 MN = 5인 직각이등변삼각형입니다. 피타고라스 정리에 의해: \( MC^2 + NC^2 = 5^2 \). \( MC = NC \)이므로 \( 2MC^2 = 25 \implies MC^2 = 12.5 \)입니다.

    삼각형의 넓이 = \( \dfrac{1}{2} \times MC \times NC = \dfrac{1}{2}(12.5) = 6.25\ \text{cm}^2 \).

    오각형의 넓이 = \( 625 - 6.25 = 618.75\ \text{cm}^2 \).

  25. 대니(Dany)는 각각 $0.25짜리 카드 몇 장과 각각 $0.15짜리 카드 몇 장을 포함하여 총 20장의 게임 카드를 샀습니다. 대니가 이 카드들을 사는 데 $4.20를 썼다면, 각 종류의 카드를 몇 장씩 샀습니까?
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    \( X \) = $0.25 카드, \( Y \) = $0.15 카드라고 합시다.

    \[ X + Y = 20 \implies Y = 20 - X \] \[ 0.25X + 0.15Y = 4.20 \implies 25X + 15Y = 420 \]

    \( Y \)를 대입합니다: \( 25X + 15(20 - X) = 420 \implies 10X + 300 = 420 \implies 10X = 120 \implies X = 12 \).

    따라서 \( Y = 8 \)입니다. 그는 $0.25짜리 카드 12장과 $0.15짜리 카드 8장을 샀습니다.

  26. 공정한 6면체 주사위를 한 번 던집니다. 나온 숫자가 2보다 큰 짝수일 확률은 얼마입니까?
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    가능한 결과: 1, 2, 3, 4, 5, 6. 2보다 큰 짝수: 4와 6.

    확률 = \( \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3} \).

  27. 원통형 용기의 반지름이 4 cm이고 높이가 10 cm입니다. 이 용기의 부피는 얼마입니까? (\( \pi \approx 3.14 \) 사용)
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    공식: \( V = \pi r^2 h \).

    \[ V = 3.14 \times 4^2 \times 10 = 3.14 \times 16 \times 10 = 502.4\ \text{cm}^3 \]

링크 및 참고 자료