대수삼각함수의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

부채꼴 속 삼각형

문제

그림과 같이 반지름의 길이가 22이고 중심각의 크기가 π2\displaystyle \frac{\pi}{2}인 부채꼴 OAB\mathrm{OAB}가 있다. 호 AB\mathrm{AB} 위에 점 C\mathrm{C}AC=1\displaystyle \mathrm{\overline{AC}} = 1이 되도록 잡는다. 선분 OC\mathrm{OC} 위의 점 O\mathrm{O}가 아닌 점 D\mathrm{D}에 대하여 삼각형 BOD\mathrm{BOD}의 넓이가 76\displaystyle \frac{7}{6}일 때, 선분 OD\mathrm{OD}의 길이는? [4점]

54\displaystyle \frac{5}{4}3124\displaystyle \frac{31}{24}43\displaystyle \frac{4}{3}118\displaystyle \frac{11}{8}1712\displaystyle \frac{17}{12}

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해설

[출제의도] 코사인법칙을 이용하여 선분의 길이 구하는 문제 해결하기 COA=θ\mathrm{\angle} COA = \mathit{\theta}라 하면 삼각형 COA\mathrm{COA}에서 코사인법칙에 의하여 cosθ=22+22122×2×2=78\displaystyle \cos \theta = \frac{2 ^{2} + 2 ^{2} - 1 ^{2}}{2 \times 2 \times 2} = \frac{7}{8}이다. 삼각형 BOD\mathrm{BOD}에서 BOD=π2θ\displaystyle \mathrm{\angle} BOD = \frac{\mathit{\pi}}{2} - \theta이고 삼각형 BOD\mathrm{BOD}의 넓이가 76\displaystyle \frac{7}{6}이므로 OD=x\displaystyle \mathrm{\overline{OD}} = \mathit{x}라 놓으면 12×2×x×sin(π2θ)=76\displaystyle \frac{1}{2} \times 2 \times x \times \mathrm{\sin} \left( \frac{\mathit{\pi}}{2} - \theta \right) = \frac{7}{6}이다. 한편, sin(π2θ)=cosθ=78\displaystyle \sin \left( \frac{\pi}{2} - \theta \right) = \cos \theta = \frac{7}{8}이므로 78x=76\displaystyle \frac{7}{8} x = \frac{7}{6}, 즉 x=43\displaystyle x = \frac{4}{3}이다. 따라서 OD=43\displaystyle \mathrm{\overline{OD}} = \frac{4}{3}

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