대수삼각함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

반원 부분 넓이

문제

그림과 같이 길이가 1212인 선분 AB\mathrm{AB}를 지름으로 하는 반원의 호 AB\mathrm{AB} 위에 점 C\mathrm{C}가 있다. 호 CB\mathrm{CB}의 길이가 2π2 \pi일 때, 두 선분 AB,AC\mathrm{AB} , AC와 호 CB\mathrm{CB}로 둘러싸인 부분의 넓이는? [4점]

5π+93\displaystyle 5 \pi + 9 \sqrt{3}5π+103\displaystyle 5 \pi + 10 \sqrt{3}6π+93\displaystyle 6 \pi + 9 \sqrt{3}6π+103\displaystyle 6 \pi + 10 \sqrt{3}7π+93\displaystyle 7 \pi + 9 \sqrt{3}

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해설

반원의 중심을 O\mathrm{O}라 하고, 부채꼴 OBC\mathrm{OBC}의 중심각의 크기를 θ\theta라 하자.

반원의 반지름의 길이가 66이고 호 CB\mathrm{CB}의 길이가 2π2 \pi이므로 2π=6θ2 \pi = 6 \theta에서 θ=π3\displaystyle \theta = \frac{\pi}{3} 부채꼴 OBC\mathrm{OBC}의 넓이는 12×62×π3=6π\displaystyle \frac{1}{2} \times 6 ^{2} \times \frac{\pi}{3} = 6 \pi COA=2π3\displaystyle \mathrm{\angle} COA = \frac{2 \pi}{3}이므로 삼각형 CAO\mathrm{CAO}의 넓이는 12×62×sin2π3=93\displaystyle \frac{1}{2} \times 6 ^{2} \times \sin \frac{2 \pi}{3} = 9 \sqrt{3} 따라서 구하는 넓이는 6π+93\displaystyle 6 \pi + 9 \sqrt{3}

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