확률과 통계확률의 뜻과 활용수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

단위원 이등변삼각형 확률

문제

11부터 1111까지의 자연수가 하나씩 적혀 있는 1111장의 카드 중에서 임의로 두 장의 카드를 동시에 택할 때, 택한 카드에 적혀 있는 숫자를 각각 mm, nn(m<nm < n)이라 하자. 좌표평면 위의 세 점 A(1,0)\mathrm{A} ( 1 , 0 ), B(cosmπ6,sinmπ6)\displaystyle \mathrm{B} \left( \cos \frac{m \pi}{6} , \sin \frac{m \pi}{6} \right), C(cosnπ6,sinnπ6)\displaystyle \mathrm{C} \left( \cos \frac{n \pi}{6} , \sin \frac{n \pi}{6} \right)에 대하여 삼각형 ABC\mathrm{ABC}가 이등변삼각형일 확률이 qp\displaystyle \frac{q}{p}일 때, p+qp + q의 값을 구하시오. (단, ppqq는 서로소인 자연수이다.) [4점]

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68

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해설

A, B, C는 그림과 같이 단위원을 12등분하는 점이다.

이등변삼각형인 경우는 (i) AB=AC\displaystyle \mathrm{\overline{AB}} = \overline{\mathrm{A}} C인 경우 5가지 (ii) A가 이등변삼각형의 밑변의 꼭짓점인 경우 10가지 (iii) 정삼각형은 1가지인데 (i), (ii) 에서 3번 중복 따라서 이등변삼각형은 5+102=135 + 10 - 2 = 13 이고, 모든 경우의 수는 11C2=55\mathrm{_{11}} C _{2} = 55 이다. \therefore qp=1355\displaystyle \frac{q}{p} = \frac{13}{55}, p+q=13+55=68p + q = 13 + 55 = 68

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