다음 그림과 같이 반경이 1인 반원 위에 AB1=B1B2=B2B3=B3B4를 만족시키는 4개의 점 B1,B2,B3,B4가 순서대로 놓여있다.
3-1) t의 범위가 실수 전체일 때 (AB2−tAB1+AB3−tAB1)2의 최솟값을 구하고, 그 근거를 설명하시오.
해설강의 준비중
고려대 서울캠퍼스 2024학년도 모의 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/korea_seoul/2024mo/jayeon_3
+15점 · 주어진 문제를 적절히 해석하여 (예로, 주어진 문제는 “평면 위에 두 점과 한 직선이 있을 때, 한 점에서 직선을 거쳐 다른 한점으로 가는 최단 거리를 물어보는 문제”로 해석할 수 있음) 답을 구하고, 그 과정이 논리적이면 좋은 점수를 부여함
3-1) 점 A를 지나고 벡터 AB1에 평행인 직선을 L이라 하고, 벡터 AB3를 직선 L에 대하여 대칭 이동한 벡터를 AB3′이라 하면 (AB2−tAB1+AB3−tAB1)2의 최솟값은 AB2−AB3′2이다.
두 벡터 AB1와 AB2가 이루는 각은 8π, 두 벡터 AB2와 AB3가 이루는 각은 8π이다. 이때∣AB2∣=2sin4π=2cos4π=2,∣AB3∣=∣AB3′∣=2sin83π=2cos8π이고, 반각공식으로부터(sin8π)2=21−cos4π=21−221,(cos8π)2=21+cos4π=21+221를 얻는다. 따라서∣AB2−AB3′∣2=∣AB2∣2+∣AB3′∣2−2∣AB2∣∣AB3′∣cos83π=2+(2+2)−2(2)(2sin83π)cos83π=2+(2+2)−22(sin43π)=2+2이다.