[문제1-2] (단답형) 정답: 23
PM=PA이므로 OP+PM=OP+PA=4로 거리의 합이 일정하다.
따라서 P가 만드는 곡선은 O와 M을 초점으로 하고 장축의 길이가 4인 타원이다.
장축의 길이를 2a, 단축의 길이를 2b, 초점사이의 거리를 2c라 하자.
2a=4이므로 a=2이다.
2c=OM=2이므로 c=1이다.
b=a2−c2=4−1=3이다.
OM의 수직이등분선과 타원의 두 교점 사이의 거리는 단축의 길이이므로 2b=23이다.

[문제1-2] (서술형 1) 정답: 21
O를 원점이라 M의 좌표를 (2,0)이라 하자.
타원의 중심은 OM의 중점인 (1,0)이다. 따라서 방정식은 4(x−1)2+3y2=1.
x=2일 때의 y좌표를 구하면 41+3y2=1에서 y2=49, 즉 y=±23이다.
(2,23)에서의 접선의 방정식을 구하면 4(2−1)(x−1)+323y=1에서 4x−1+2y=1.
따라서 y=−21x+25이다.
같은 방법으로 (2,−23)에서의 접선은 y=21x+25이다.Correction. 접선 식 y=21x+25는 y=21x−25의 오기이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
이 접선들의 기울기가 tanθ이고, θ가 예각이므로 tanθ=21이다.
[문제1-2] (서술형 2) 정답: 12
그림에서와 같이 QA=QN이므로 ∣OQ−QN∣=∣OA+AQ−AQ∣=OA=4이다.
따라서 Q가 이루는 곡선은 O와 N을 초점으로 하고 두 꼭지점 사이의 거리가 4인 쌍곡선이다.

O를 원점이라 하고 N의 좌표를 (8,0)이라 하자.
이 쌍곡선의 중심은 ON의 중점인 (4,0)이므로
방정식은 a2(x−4)2−b2y2=1 꼴이다.
2a=4에서 a=2.
2c=8에서 c=4.
b=c2−a2=16−4=12=23.
따라서 쌍곡선의 방정식은
4(x−4)2−12y2=1
ON과 45°를 이루는 직선의 방정식은 y=x.
이를 쌍곡선의 방정식에 대입하면, 4(x−4)2−12x2=1에서 3(x−4)2−x2=12.
즉 2x2−24x+36=0, x2−12x+18=0이므로 x=6±32.
따라서 두 교점의 x좌표 사이의 거리는 62이다.
이 두 점이 y=x인 직선 위에 있으므로 두 교점사이의 거리는 62⋅2=12.