기하평면벡터수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

벡터 크기 최솟값

문제

좌표평면에서 실수 tt와 두 벡터 a,b{\vec{a}} , {\vec{b}}에 대하여 a=1,b=2,2ab=2\left| {\vec{a}} \right| = 1 , \left| {\vec{b}} \right| = 2 , \left| 2 {\vec{a}} - {\vec{b}} \right| = 2 일 때, atb\left| {\vec{a}} - t {\vec{b}} \right|의 최솟값은? [3점]

12\displaystyle \frac{1}{2}22\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{2}32\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}152\displaystyle \frac{\sqrt{5}}{2}

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해설

[출제의도] 벡터의 내적을 이용하여 관련 문항을 해결할 수 있다. 2ab2\left| 2 {\vec{a}} - {\vec{b}} \right| ^{2}=(2ab)(2ab)= \left( 2 {\vec{a}} - {\vec{b}} \right) \cdot \left( 2 {\vec{a}} - {\vec{b}} \right) =4a24ab+b2= 4 \left| {\vec{a}} \right| ^{2} - 4 {\vec{a}} \cdot {\vec{b}} + \left| {\vec{b}} \right| ^{2} =84ab=4= 8 - 4 {\vec{a}} \cdot {\vec{b}} = 4 이므로 ab=1{\vec{a}} \cdot {\vec{b}} = 1 atb2\left| {\vec{a}} - t {\vec{b}} \right| ^{2}=(atb)(atb)= \left( {\vec{a}} - t {\vec{b}} \right) \cdot \left( {\vec{a}} - t {\vec{b}} \right) =a22tab+t2b2= \left| {\vec{a}} \right| ^{2} - 2 t {\vec{a}} \cdot {\vec{b}} + t ^{2} \left| {\vec{b}} \right| ^{2} =12t+4t2= 1 - 2 t + 4 t ^{2} =4(t14)2+34\displaystyle = 4 \left( t - \frac{1}{4} \right) ^{2} + \frac{3}{4} 이므로 atb\left| {\vec{a}} - t {\vec{b}} \right|의 최솟값은 32\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}

태그

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