기하공간벡터수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

두 정사각뿔 벡터 크기

문제

그림은 모든 모서리의 길이가 22인 두 개의 정사각뿔 OABCD\mathrm{O} - \mathrm{ABCD}, ODCEF\mathrm{O}' - DCEF에 대하여 모서리 CD\mathrm{CD}를 일치시킨 도형을 나타낸 것이다. OB+OF2\mathrm{|} \vec{OB} + \vec{OF} | ^{2}의 값을 구하시오. (단, 면 ABCD\mathrm{A} BCD와 면 DCEF\mathrm{D} CEF는 한 평면 위에 있다.) [3점]

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해설

O\mathrm{O}에서 평면 ABCD\mathrm{A} BCD에 내린 수선의 발을 H\mathrm{H}라 하면 BH=2\displaystyle \overline{\mathrm{B}} H = \sqrt{2}이므로 OH=22(2)2=2\displaystyle \overline{\mathrm{O}} H = \sqrt{2 ^{2} - ( \sqrt{2} ) ^{2}} = \sqrt{2}

이 때, 그림과 같이 좌표공간을 설정하면 두 점  B\ B, F\mathrm{F}의 좌표는 각각  B\ B(1,1,2)\displaystyle ( 1 , - 1 , - \sqrt{2} ), F\mathrm{F}(1,3,2)\displaystyle ( - 1 , 3 , - \sqrt{2} )OB=(1,1,2)\displaystyle \vec{\mathrm{O}} B = ( 1 , - 1 , - \sqrt{2} ), OF=(1,3,2)\displaystyle \vec{\mathrm{O}} F = ( - 1 , 3 , - \sqrt{2} )OB+OF2\left| {\vec{OB}} + {\vec{OF}} \right| ^{2}=(0,2,22)2\displaystyle = | ( 0 , 2 , - 2 \sqrt{2} ) | ^{2} =02+22+(22)2\displaystyle = 0 ^{2} + 2 ^{2} + ( - 2 \sqrt{2} ) ^{2} =12= 12

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