대수수열의 합수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

정삼각형 영역 개수

문제

정삼각형 ABC\mathrm{A} B C에서 변 AC\mathrm{A} C(n+1)( n + 1 )등분한 점을 각각 A1\mathrm{A} _{1}, A2\mathrm{A} _{2}, A3\mathrm{A} _{3}, \cdots, An\mathrm{A} _{\mathit{n}}이라 하고, 변 BC\mathrm{B} C(n+1)( n + 1 )등분한 점을 각각 B1\mathrm{B} _{1}, B2\mathrm{B} _{2}, B3\mathrm{B} _{3}, \cdots, Bn\mathrm{B} _{\mathit{n}}이라 하자. 다음 [단계]와 같은 순서로 선분을 긋는다.

[단계 11] 꼭짓점 C\mathrm{C}와 선분 AB\mathrm{A} B의 중점 M\mathrm{M}을 연결한 선분 CM\mathrm{C} M을 긋는다. [단계 22] 꼭짓점 A\mathrm{A}와 점 B1\mathrm{B} _{1}, B2\mathrm{B} _{2}, B3\mathrm{B} _{3}, \cdots, Bn\mathrm{B} _{\mathit{n}}을 각각 연결한 선분 AB1\mathrm{AB} _{1}, AB2\mathrm{AB} _{2}, AB3\mathrm{AB} _{3}, \cdots, ABn\mathrm{AB} _{\mathit{n}}을 긋는다. [단계 33] 꼭짓점 B\mathrm{B}와 점 A1\mathrm{A} _{1}, A2\mathrm{A} _{2}, A3\mathrm{A} _{3}, \cdots, An\mathrm{A} _{\mathit{n}}을 각각 연결한 선분 BA1\mathrm{BA} _{1}, BA2\mathrm{BA} _{2}, BA3\mathrm{BA} _{3}, \cdots, BAn\mathrm{BA} _{\mathit{n}}을 긋는다.

이때, 나누어진 정삼각형 ABC\mathrm{A} B C의 내부 영역의 개수를 ana _{n}이라 하자. 예를 들어 a1=6a _{1} = 6, a3=20a _{3} = 20이다. a10a _{10}의 값은? [4점]

a1=6a _{1} = 6a3=20a _{3} = 20

132132136136140140144144148148

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해설

a1=6,a2=12,a3=20,a4=30,a _{1} = 6 , a _{2} = 12 , a _{3} = 20 , a _{4} = 30 , \cdots an=6+k=1n1(2n+4)=n2+3n+2\displaystyle a _{n} = 6 + \sum\limits _{k=1} ^{n-1} ( 2 n + 4 ) = n ^{2} + 3 n + 2이므로 a10=132a _{10} = 132이다.

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