Processing math: 100%
본문 바로가기

문제풀이

[210429] 2021년 4월 학평 기하 29번

728x90

좌표평면 위에 네 점 A(2,0), B(1,0), C(2,1), D(0,1)이 있다. 반원의 호 (x+1)2+y2=1 (0y1) 위를 움직이는 점 P와 삼각형 BCD 위를 움직이는 점 Q에 대하여 |OP+AQ|의 최댓값을 M, 최솟값을 m이라 하자. M2+m2=p+2q일 때, p×q의 값을 구하시오. (단, O는 원점이고, pq는 유리수이다.)


P, Q의 좌표를 P(1+cosθ,sinθ), Q(a,b)로 잡자. (0θπ)

OP+AQ=(1+cosθ,sinθ)+(2+a,b)=(1+a+cosθ,b+sinθ)

 

i) (1+a+cosθ,b+sinθ)=(1+a,b)+(cosθ,sinθ)

(1+a,b)의 크기는 (1,0)에서 Q까지의 거리이고, 두 벡터의 방향이 같도록 θ를 조절해줄 수 있으므로 M(1,0)에서 Q까지의 거리의 최댓값에 1을 더한 것이 된다.

이는 QC에 있을 때이고 그 값은 M=10+1

 

ii) (1+a+cosθ,b+sinθ)=(a,b)+(1+cosθ,sinθ)

a, b, 1+cosθ, sinθ는 모두 0 이상이므로 |(a,b)+(1+cosθ,sinθ)||(a,b)|이다.

|(a,b)|는 원점에서 Q까지의 거리이므로 그 최솟값은 원점부터 선분 BD까지의 거리인 22

m=22

 

M2+m2=(10+1)2+(22)2=232+210

p=232, q=10, p×q=115

728x90