공통수학2도형의 이동AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

두 규칙을 번갈아 적용한 점의 위치

문제

좌표평면 위의 점 P1\mathrm{P} _{1}의 좌표는 (2,3)( 2 , 3 )이고, 자연수 nn에 대하여 점 Pn+1\mathrm{P} _{n + 1}은 다음 규칙에 따라 정해진다.

Ⅰ. nn이 홀수이면 점 Pn+1\mathrm{P} _{n + 1}은 점 Pn\mathrm{P} _{n}xx축에 대하여 대칭이동한 점이다. Ⅱ. nn이 짝수이면 점 Pn+1\mathrm{P} _{n + 1}은 점 Pn\mathrm{P} _{n}xx축의 방향으로 11만큼, yy축의 방향으로 11만큼 평행이동한 점이다.

그림은 점 P1\mathrm{P} _{1}부터 점 P6\mathrm{P} _{6}까지를 나타낸 것이다. Pn\mathrm{P} _{n}xx좌표가 3030인 모든 자연수 nn의 값의 합을 구하시오. [4점]

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115

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해설

P1(2,3)\mathrm{P} _{1} \mathit{(} 2 , 3 )에서 규칙을 차례로 적용하면 P2(2,3)\mathrm{P} _{2} \mathit{(} 2 , - 3 ), P3(3,2)\mathrm{P} _{3} \mathit{(} 3 , - 2 ), P4(3,2)\mathrm{P} _{4} \mathit{(} 3 , 2 ), P5(4,3)\mathrm{P} _{5} \mathit{(} 4 , 3 ), P6(4,3)\mathrm{P} _{6} \mathit{(} 4 , - 3 ), \cdots 네 번 이동하면 yy좌표는 제자리로 돌아오고 xx좌표는 22만큼 커지므로, 점 Pn+4\mathrm{P} _{n + 4}는 점 Pn\mathrm{P} _{n}xx축의 방향으로 22만큼 평행이동한 점이다. 따라서 00 이상의 정수 kk에 대하여 P4k+1(2k+2,3)\mathrm{P} _{4 k + 1} \mathit{(} 2 k + 2 , 3 ), P4k+2(2k+2,3)\mathrm{P} _{4 k + 2} \mathit{(} 2 k + 2 , - 3 ) P4k+3(2k+3,2)\mathrm{P} _{4 k + 3} \mathit{(} 2 k + 3 , - 2 ), P4k+4(2k+3,2)\mathrm{P} _{4 k + 4} \mathit{(} 2 k + 3 , 2 ) 2k+32 k + 3은 홀수이므로 3030이 될 수 없고, 2k+2=302 k + 2 = 30에서 k=14k = 14n=4×14+1=57n = 4 \times 14 + 1 = 57 또는 n=4×14+2=58n = 4 \times 14 + 2 = 58 P57(30,3)\mathrm{P} _{57} \mathit{(} 30 , 3 ), P58(30,3)\mathrm{P} _{58} \mathit{(} 30 , - 3 ) 따라서 구하는 합은 57+58=11557 + 58 = 115

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