수리논술, 이게 다다.

자연계열 2번

오류 제보

문제

[문제 2] 다음 제시문 <가>, <나>를 읽고 물음에 답하시오.

<가> 좌표평면 위의 직선 l:ax+by+c=0\displaystyle l:ax+by+c=0에 수직인 법선벡터는 n→=(a,b)\displaystyle \overrightarrow{n}=(a,b)이다.

<나> 좌표평면 위의 한 점 P(x1,y1)\displaystyle \mathrm{P}(x_1,y_1)과 직선 l:ax+by+c=0\displaystyle l:ax+by+c=0 (a2+b2=1\displaystyle a^2+b^2=1)에 대하여 dl,P=ax1+by1+c\displaystyle d_{l,\mathrm{P}}=ax_1+by_1+c라 하자

2-1. 좌표평면 위의 두 점 P(2,1)\displaystyle \mathrm{P}(2,1), Q(−2,3)\displaystyle \mathrm{Q}(-2,3)이 직선 l\displaystyle l 대하여 대칭일 때, 직선 l\displaystyle l의 방정식을 구하시오. [10점]

2-2. 제시문 <가>를 이용하여, 좌표평면 위의 한 점 P(x1,y1)\displaystyle \mathrm{P}(x_1,y_1)과 직선 l:ax+by+c=0\displaystyle l:ax+by+c=0 (a2+b2=1\displaystyle a^2+b^2=1) 사이의 거리가 ∣dl,P∣\displaystyle |d_{l,\mathrm{P}}|임을 보이시오. [15점]

2-3. 좌표평면 위의 세 점 P(3,2)\displaystyle \mathrm{P}(3,2), Q(−2,1)\displaystyle \mathrm{Q}(-2,1), R(0,−1)\displaystyle \mathrm{R}(0,-1)대하여 dl,P+dl,Q+dl,R=0\displaystyle d_{l,\mathrm{P}}+d_{l,\mathrm{Q}}+d_{l,\mathrm{R}}=0이 되도록 하는 직선 l:ax+by=0\displaystyle l:ax+by=0 (a2+b2=1\displaystyle a^2+b^2=1)의 방정식을 구하시오. [10점]

해설강의 준비중
10점 · 2-1

2-1. [풀이]두 점이 직선 l\displaystyle l에 대하여 대칭이므로, 직선 l\displaystyle l은 PQ→\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{PQ}} 수직이고, 두 점 P\displaystyle \mathrm{P}, Q\displaystyle \mathrm{Q}의 중점 M\displaystyle \mathrm{M}을 포함한다.PQ→=(−4,2)\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{PQ}}=(-4,2)이고, 점 M\displaystyle \mathrm{M}의 좌표는 M(0,2)\displaystyle \mathrm{M}(0,2)이므로, 직선 l\displaystyle l의 방정식은(−4)(x−0)+2(y−2)=0\displaystyle (-4)(x-0)+2(y-2)=0 또는 2x−y+2=0\displaystyle 2x-y+2=0

이다.

5점 · 2-2

2-2. [풀이]점 P\displaystyle \mathrm{P}에서 직선 l\displaystyle l에 내린 수선의 발을 H(x0,y0)\displaystyle \mathrm{H}(x_0,y_0)라고 하면, PH→\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{PH}}는 직선 l\displaystyle l의 법선벡터는 n→=(a,b)\displaystyle \overrightarrow{n}=(a,b)에 평행하므로PH→=tn→\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{PH}}=t\overrightarrow{n} 또는 (x1−x0,y1−y0)=t(a,b)\displaystyle (x_1-x_0,y_1-y_0)=t(a,b)Correction. PH→\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{PH}}의 성분 (x1−x0,y1−y0)\displaystyle (x_1-x_0,y_1-y_0)는 (x0−x1,y0−y1)\displaystyle (x_0-x_1,y_0-y_1)의 오기이다. 원문에 적힌 성분은 반대 방향인 HP→\displaystyle \overrightarrow{\mathrm{HP}}의 성분이다.그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.

10점 · 2-2

인 실수 t\displaystyle t가 존재한다. 따라서x0=x1−ta\displaystyle x_0=x_1-ta, y0=y1−tb\displaystyle y_0=y_1-tb한편 점 H(x0,y0)\displaystyle \mathrm{H}(x_0,y_0)는 직선 l\displaystyle l의 점이므로a(x1−ta)+b(y1−tb)+c=0\displaystyle a(x_1-ta)+b(y_1-tb)+c=0이고 t=ax1+by1+ca2+b2\displaystyle t=\frac{ax_1+by_1+c}{a^2+b^2}

15점 · 2-2

또한 ∣PH→∣=∣t∣∣n→∣\displaystyle |\overrightarrow{\mathrm{PH}}|=|t||\overrightarrow{n}|이므로 a2+b2=1\displaystyle a^2+b^2=1에 대하여, 점 P(x1,y1)\displaystyle \mathrm{P}(x_1,y_1)과 직선 l\displaystyle l 사이의 거리는∣PH→∣=∣t∣=∣ax1+by1+c∣\displaystyle |\overrightarrow{\mathrm{PH}}|=|t|=|ax_1+by_1+c|

5점 · 2-3

2-3. [풀이]제시문 <나>에 의하여dl,P+dl,Q+dl,R=(3a+2b)+(−2a+b)+(−b)=a+2b\displaystyle \begin{aligned}d_{l,\mathrm{P}}+d_{l,\mathrm{Q}}+d_{l,\mathrm{R}}&=(3a+2b)+(-2a+b)+(-b)\\&=a+2b\end{aligned}따라서, 조건 dl,P+dl,Q+dl,R=0\displaystyle d_{l,\mathrm{P}}+d_{l,\mathrm{Q}}+d_{l,\mathrm{R}}=0으로부터 a=−2b\displaystyle a=-2b이다. 한편 a2+b2=1\displaystyle a^2+b^2=1이므로a=±25\displaystyle a=\pm\frac2{\sqrt5}, b=∓15\displaystyle b=\mp\frac1{\sqrt5}

10점 · 2-3

이고 직선의 방정식은25x−15y=0\displaystyle \frac2{\sqrt5}x-\frac1{\sqrt5}y=0 또는 y=2x\displaystyle y=2x

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.