세 점 A, B, E를 지나는 평면의 방정식은x+y+1+2z=1이다. 이때 원점 O에서 삼각형 ABE에 내린 수선의 발을 H라 하면H(2−1,2−1,1+22−1)이다.
+20점
구 S와 위 평면의 공통부분은 오른쪽 그림과 같이 점 A, B를 지나고 중심이 점 H인 원이 된다. 이 원과 삼각형 ABE의 변 AE, BE와의 교점을 각각 F, G라고 하자. (단, 두 점 F, G는 점 A와 B가 아니라고 하자.)
이제 두 점 F와 G의 좌표를 구해보자. 두 점 A와 E를 지나는 직선의 방정식은1x−1=−1+2z,y=0이고, 구 S의 방정식은x2+y2+z2=1이므로, 연립하여 풀면F(2−1,0,1+22)이다. 마찬가지로 직선 BE와 구면과의 교점을 구하면G(0,2−1,1+22)이다.
+20점
두 벡터 HF와 HG가 이루는 각을 θ (0<θ<π)라고 하면cosθ=∣HF∣∣HG∣HF⋅HG=2−22−22−1=2−22−1=22이므로,θ=4π
+10점
이다. 이때, 부채꼴의 호 FG⌢의 길이 l은l=HFθ=42−2π이다. 그런데 구하는 곡선의 길이는 호 FG⌢의 길이의 4배이므로4l=2−2π이다.