공통수학2도형의 이동수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

두 도로 횡단보도 최단거리

문제

두 지점 A,B\mathrm{A} , B사이에 폭이 각각 20,102\displaystyle 20 , 10 \sqrt{2}인 두 직선 도로가 4545 {{}^\circ}의 각을 이루며 만나고 있다. 그림과 같이 두 도로가 만나는 지점 중 한 점을 O\mathrm{O}라 하고, 이 점을 원점으로 하는 좌표평면을 그렸더니 두 지점 A,B\mathrm{A} , B의 좌표는 각각 A(110,50),\mathrm{A} ( - 110 , 50 ) , B(20,30)\mathrm{B} ( 20 , - 30 )이 되었다.

A\mathrm{A}지점에서 B\mathrm{B}지점으로 가는 거리가 최소가 되도록 두 도로 위에 횡단보도를 설치하였을 때, 두 횡단보도를 모두 지나 A\mathrm{A}지점에서 B\mathrm{B}지점까지 가는 최단거리는? (단, 횡단보도를 걷는 거리는 도로의 폭과 같다.) [4점] 150102\displaystyle 150 - 10 \sqrt{2}1502\displaystyle 150 - \sqrt{2}160+2\displaystyle 160 + \sqrt{2}150+102\displaystyle 150 + 10 \sqrt{2}160+102\displaystyle 160 + 10 \sqrt{2}

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해설

[출제의도] 점의 평행이동을 활용하여 수학 외적문제 해결하기

그림과 같이 두 도로에 수직인 방향으로 도로의 폭만큼 평행이동한 두 점을 잇고, 이 선분과 도로가 만나는 점에서 횡단보도를 지날 때 A\mathrm{A}에서 B\mathrm{B}까지 최단거리가 된다. 점 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}를 평행이동 한 점의 좌표는 각각 A(110,30)\mathrm{A}' \left( - 110 , 30 \right), B(10,20)\mathrm{B}' \left( 10 , - 20 \right)이므로 AB=130\displaystyle \overline{\mathrm{A}' B'} = 130이다. 따라서 최단거리는 130+20+102=150+102\displaystyle 130 + 20 + 10 \sqrt{2} = 150 + 10 \sqrt{2}이다.

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