대수지수함수와 로그함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

지수곡선 중점

문제

곡선 y=2xy = 2 ^{x} 위의 두 점 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}에 대하여 선분 AB{\mathrm{AB}}의 중점을 M{\mathrm{M}}, 점 M{\mathrm{M}}을 지나고 xx축에 수직인 직선이 곡선 y=2xy = 2 ^{x}과 만나는 점을 N{\mathrm{N}}이라 하자. 두 점 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}xx좌표가 각각 12log232\displaystyle \frac{1}{2} \log _{2} \frac{3}{2}, 52log232\displaystyle \frac{5}{2} \log _{2} \frac{3}{2}일 때, 선분 MN{\mathrm{MN}}의 길이는? [4점] 648\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{48}624\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{24}616\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{16}612\displaystyle \frac{\sqrt{6}}{12}5486\displaystyle \frac{5}{48} \sqrt{6}

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해설

두 점 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}가 곡선 y=2xy = 2 ^{x} 위에 있으므로 점 A{\mathrm{A}}yy좌표는 212log232=2log232=32=62\displaystyle 2 ^{\frac{1}{2} \log _{2} \frac{3}{2}} = 2 ^{\log _{2} \sqrt{\frac{3}{2}}} = \sqrt{\frac{3}{2}} = \frac{\sqrt{6}}{2}, 점 B{\mathrm{B}}yy좌표는 252log232=2log29432=9432=986\displaystyle 2 ^{\frac{5}{2} \log _{2} \frac{3}{2}} = 2 ^{\log _{2} \frac{9}{4} \sqrt{\frac{3}{2}}} = \frac{9}{4} \sqrt{\frac{3}{2}} = \frac{9}{8} \sqrt{6}이다. 선분 AB{\mathrm{AB}}의 중점이 M{\mathrm{M}}이므로 점 M{\mathrm{M}}yy좌표는 62+9862=13166\displaystyle \frac{\frac{\sqrt{6}}{2} + \frac{9}{8} \sqrt{6}}{2} = \frac{13}{16} \sqrt{6}이고 점 M{\mathrm{M}}xx좌표는 12log232+52log2322=32log232\displaystyle \frac{\frac{1}{2} \log _{2} \frac{3}{2} + \frac{5}{2} \log _{2} \frac{3}{2}}{2} = \frac{3}{2} \log _{2} \frac{3}{2}이다. 두 점 M{\mathrm{M}}, N{\mathrm{N}}xx좌표는 서로 같으므로 점 N{\mathrm{N}}yy좌표는 232log232=2log23232=3232=346\displaystyle 2 ^{\frac{3}{2} \log _{2} \frac{3}{2}} = 2 ^{\log _{2} \frac{3}{2} \sqrt{\frac{3}{2}}} = \frac{3}{2} \sqrt{\frac{3}{2}} = \frac{3}{4} \sqrt{6}이다. 따라서 선분 MN{\mathrm{MN}}의 길이는 13166346=616\displaystyle \frac{13}{16} \sqrt{6} - \frac{3}{4} \sqrt{6} = \frac{\sqrt{6}}{16}이다.

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