[1-1 풀이]제시문 <다>로부터, 타원 (2)의 한 점을 (x,y)라 하면 각도 θ 만큼 회전한 점 (x′,y′)은 타원 (1) 위에 있다.x′2+x′y′+y′2=1
제시문 <나>로부터, x′=xcosθ−ysinθ 와 y′=xsinθ+ycosθ를 위의 식에 대입하여 (x,y)에 대한 이차곡선을 다음과 같이 얻는다.x2(1+cosθsinθ)+y2(1−cosθsinθ)+xy(cos2θ−sin2θ)=1
여기서 (x,y)는 타원 (2) 위의 한 점이므로 다음을 만족한다.1+cosθsinθ=211−cosθsinθ=23cos2θ−sin2θ=0
0≤θ≤π 이므로 θ=43π 이다.
[1-2 풀이]식 (1)을 x에 대해 미분하면, 2x+y+xdxdy+2ydxdy=0이다.
점 (−1,1)을 위식에 대입하면 dxdy=1이다.따라서, 접선의 방정식은 y=x+2 이다.
[1-3 풀이]제시문 <가>로부터 타원 (2)의 두 초점은 (32,0), (−32,0)이다.
문제 1-1의 결과로부터 위의 초점을 θ=43π만큼 회전하면 타원 (1)의 두 초점은 (−32,32), (32,−32)이다.
[1-4 풀이]점 C(2,0)는 타원 (2)와 x축과의 교점이다.제시문 <가>와 문제 1-3으로부터 점 C를 각도 43π만큼 회전하여 얻는 점 B(−1,1)는 타원 (1)과 주축 y=−x와의 교점이다.
따라서 ∠BDO=4π이고 삼각형 내각의 합 ∠BAC+∠BDO+∠OCA=π 이므로∠BAC=4π이다.
