수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 2번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중

[문제 2] 정답: 최솟값은 26\displaystyle 2\sqrt6, 최댓값은 1452\displaystyle \frac{\sqrt{145}}2

AP=x, AQ=y인 삼각형 ABC

AP=x, AQ=y, PAQ=α\displaystyle \overline{AP}=x,\ \overline{AQ}=y,\ \angle PAQ=\alpha라 하자.삼각형 ABC\displaystyle ABC에 코사인법칙을 적용하면, cosα=52+62722×5×6=15\displaystyle \cos\alpha=\frac{5^2+6^2-7^2}{2\times5\times6}=\frac15이다.이로부터 sinα=265\displaystyle \sin\alpha=\frac{2\sqrt6}5임을 알 수 있다. 따라서 삼각형 ABC\displaystyle ABC의 넓이는 12×AB×AC×sinα=12×5×6×265=66\displaystyle \frac12\times\overline{AB}\times\overline{AC}\times\sin\alpha=\frac12\times5\times6\times\frac{2\sqrt6}5=6\sqrt6이다.문제의 조건에 의하여 삼각형 APQ\displaystyle APQ의 넓이는 36\displaystyle 3\sqrt6이다. 그런데 삼각형 APQ\displaystyle APQ의 넓이는12xysinα=65xy\displaystyle \frac12xy\sin\alpha=\frac{\sqrt6}5xy이므로 xy=15\displaystyle xy=15임을 알 수 있다.코사인법칙을 적용하면PQ2=x2+y22xycosα=x2+y22xy×15=x2+y26\displaystyle \overline{PQ}^2=x^2+y^2-2xy\cos\alpha=x^2+y^2-2xy\times\frac15=x^2+y^2-6이다.문제의 조건에 의하여 0<x6, 0<y5\displaystyle 0<x\le6,\ 0<y\le5이다.y=15x\displaystyle y=\frac{15}x이므로 0<15x5\displaystyle 0<\frac{15}x\le5이다. 이를 정리하면 x3\displaystyle x\ge3, 따라서 3x6\displaystyle 3\le x\le6이다.PQ2=f(x)\displaystyle \overline{PQ}^2=f(x)라 하면 f(x)=x2+152x26\displaystyle f(x)=x^2+\frac{15^2}{x^2}-6.f(x)=2x(152)2x3=2x3(x15)(x+15)(x2+152)\displaystyle f^{\prime}(x)=2x-(15^2)2x^{-3}=\frac2{x^3}(x-\sqrt{15})(x+\sqrt{15})(x^2+15^2)Correction. 마지막 인수 x2+152\displaystyle x^2+15^2x2+15\displaystyle x^2+15의 오기다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.3x6\displaystyle 3\le x\le6 범위에서 x<15\displaystyle x<\sqrt{15}이면 f(x)<0\displaystyle f^{\prime}(x)<0이고 x>15\displaystyle x>\sqrt{15}이면 f(x)>0\displaystyle f^{\prime}(x)>0따라서 f(x)\displaystyle f(x)x=15\displaystyle x=\sqrt{15}에서 최솟값을, x=3\displaystyle x=3 또는 x=6\displaystyle x=6에서 최댓값을 가진다.f(15)=24, f(3)=28, f(6)=1454\displaystyle f(\sqrt{15})=24,\ f(3)=28,\ f(6)=\frac{145}4.그러므로 PQ\displaystyle \overline{PQ}의 최솟값은 26\displaystyle 2\sqrt6, 최댓값은 1452\displaystyle \frac{\sqrt{145}}2이다.

하위 문항채점 기준배점
[문제 2]A+: 정답과 풀이가 맞음 A: 풀이가 모두 맞았으나 사소한 계산 실수가 있음 B+: PQ\displaystyle PQ의 길이를 함수 f(x)\displaystyle f(x)로 표현하고 극값을 구함 B: PQ\displaystyle PQ의 길이를 함수 f(x)\displaystyle f(x)로 표현함 C: 삼각형 ABC\displaystyle ABC의 넓이나 APQ\displaystyle APQ의 넓이를 PQ\displaystyle PQ의 길이를 이용하여 나타냄 D: 삼각형 ABC\displaystyle ABCAPQ\displaystyle APQ의 넓이를 구함 E: 풀이와 관계있는 의미있는 시도를 함 F: 답안이 공란이거나 문제와 관련 없는 내용을 적음30

Comment. 예시답안은 PQ\displaystyle \overline{PQ}의 길이의 제곱을 f(x)\displaystyle f(x)로 두고 계산한다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.