(가)점 (x1,y1)을 지나고 기울기가 m인 직선의 방정식은 y−y1=m(x−x1)이다.
(나)다음 그림에서 동경 OP가 나타내는 각의 크기를 θ라고 할 때, sinθ=ry,cosθ=rx,tanθ=xy(x=0)이다.
(다)[그림 2]는 곡선 y=x2과 점 (−1,0)을 지나는 직선 l을 나타낸 것이다. 곡선 y=x2과 직선 l은 두 점 A와 B에서 만난다. 점 O는 원점이다.
(라)[그림 3]은 반지름이 2인 원과 그 원에 내접하는 사각형 CDEF를 나타낸 것이다. 대각선 CE와 DF의 교점이 P이다.
문제 2-1제시문 2의 (다)에서 직선 l의 기울기가 t일 때 ∠AOB의 크기를 θ(t)라 하자. 미분계수 θ′(2)의 값을 구하고 풀이 과정을 쓰시오.
문제 2-2제시문 2의 (라)에서 ∠CPD=3π일 때 CD+EF의 값 중 가장 큰 것을 구하고 풀이 과정을 쓰시오.
해설강의 준비중
건국대 2022학년도 수시 자연계열 A 2번 · mathesis.kr/archive/konkuk/2022su/jayeona_2
[문제 2-1] 답: −3943
풀이: 직선 l의 방정식은 y=t(x+1)이다. 점의 좌표를 A(a,a2),B(b,b2)이라 놓자.직선 OA의 기울기를 tanθ1, 직선 OB의 기울기를 tanθ2라 하면 tanθ1=a,tanθ2=b이다. 삼각함수의 덧셈정리를 이용하여tanθ=tan(θ1−θ2)=1+tanθ1tanθ2tanθ1−tanθ2=1+aba−b를 얻는다. a,b는 방정식 t(x+1)=x2, 즉 x2−tx−t=0의 근이다. 이차방정식의 근과 계수의 관계로부터 a+b=t,ab=−t를 얻는다.a−b<0이므로 a−b=−(a+b)2−4ab=−t2+4t이다. 따라서tanθ=−1−tt2+4t=t−1t2+4t이다. 양변을 t에 대해 미분하면sec2θ⋅θ′(t)=(t−1)22t2+4t2t+4(t−1)−t2+4t이다. t=2일 때 tanθ=23이고 이 때 secθ=13이다. 그러므로13θ′(2)=−343이고 따라서 θ′(2)=−3943이다.
[문제 2-2] 답: 4풀이: 원의 중심을 O라 하자.
현 CD의 원주각 CED를 α, 현 EF의 원주각 EDF를 β라 하자. 그러면∠COD=2α,∠EOF=2β이다. 반지름이 2이므로 삼각형 CDO에서 CD=2⋅2sinα=4sinα이고 삼각형 EFO에서 EF=4sinβ이다. 따라서CD+EF=4(sinα+sinβ)이다. 삼각형 DEP에서 α+β=∠CPD=3π이므로CD+EF=4(sinα+sin(3π−α))이다. 삼각함수의 덧셈정리로부터CD+EF=4(sinα+sin(3π−α))=4(sinα+23cosα−21sinα)=2sinα+23cosα이다. f(α)=2sinα+23cosα라 하자. f′(α)=2cosα−23sinα=0을 풀면 tanα=31이고 α=6π를 얻는다. 0<α<6π일 때 f′(α)>0이고 6π<α<2π일 때 f′(α)<0이므로 f(α)는 α=6π일 때 최댓값 f(6π)=4를 갖는다. 따라서 CD+EF는 값 중 가장 큰 것은 4이다.Correction. ‘CD+EF는 값’은 ‘CD+EF의 값’의 오기다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
하위 문항
채점 기준
배점
2-1
A+: 풀이와 정답이 맞음.
A: B+와 더불어 t=2일 때 secθ의 값을 구함.
B+: B와 더불어 sec2θ⋅θ′(t)=(t−1)22t2+4t2t+4(t−1)−t2+4t를 구함.
B: C와 더불어 tanθ를 t에 대하여 미분하는 시도를 함.
C: tanθ를 t에 관하여 바르게 표현함.
D: tanθ를 a,b에 관하여 바르게 표현함.
E: 풀이와 관련있는 의미있는 시도를 함.
F: 답안이 공란이거나 문제와 관련 없는 내용을 적음.
20
2-2
A+: 정답과 풀이가 맞음.
A: B+와 더불어 f(α)가 α=6π일 때 최댓값을 가짐을 보임.
B+: CD+EF를 한 변수에 대하여 함수로 바르게 표현함.
B: α+β=3π임을 보이고 CD+EF=4(sinα+sinβ)임을 보임.
C: α+β=3π와 CD+EF=4(sinα+sinβ) 중 하나를 보임.
D: 중심각과 현의 관계를 표현함.
E: 풀이와 관계있는 의미있는 시도를 함.
F: 답안이 공란이거나 문제와 관련 없는 내용을 적음.