공통수학2직선의 방정식AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

무게중심과 한 변이 만드는 삼각형의 넓이

문제

세 점 A(1,6)\mathrm{A} \mathit{(} 1 , 6 ), B(2,0)\mathrm{B} \mathit{(} - 2 , 0 ), C(7,3)\mathrm{C} \mathit{(} 7 , 3 )을 꼭짓점으로 하는 삼각형 ABC\mathrm{ABC}의 무게중심을 G\mathrm{G}라 할 때, 삼각형 GBC\mathrm{GBC}의 넓이를 구하시오. [4점]

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해설

무게중심 G\mathrm{G}의 좌표는 (12+73,6+0+33)=(2,3)\displaystyle \left( \frac{1 - 2 + 7}{3} , \frac{6 + 0 + 3}{3} \right) = ( 2 , 3 ) 직선 BC\mathrm{BC}의 기울기는 307(2)=13\displaystyle \frac{3 - 0}{7 - ( - 2 )} = \frac{1}{3}이므로 그 방정식은 y=13(x+2)\displaystyle y = \frac{1}{3} ( x + 2 ), 즉 x3y+2=0x - 3 y + 2 = 0G(2,3)\mathrm{G} \mathit{(} 2 , 3 )과 직선 x3y+2=0x - 3 y + 2 = 0 사이의 거리는 29+212+(3)2=510\displaystyle \frac{| 2 - 9 + 2 |}{\sqrt{1 ^{2} + ( - 3 ) ^{2}}} = \frac{5}{\sqrt{10}} BC=(7+2)2+(30)2=90=310\displaystyle \overline{\mathrm{BC}} = \sqrt{( 7 + 2 ) ^{2} + ( 3 - 0 ) ^{2}} = \sqrt{90} = 3 \sqrt{10} 따라서 삼각형 GBC\mathrm{GBC}의 넓이는 12×310×510=152\displaystyle \frac{1}{2} \times 3 \sqrt{10} \times \frac{5}{\sqrt{10}} = \frac{15}{2} 검산: 점 A\mathrm{A}와 직선 BC\mathrm{BC} 사이의 거리는 118+210=1510\displaystyle \frac{| 1 - 18 + 2 |}{\sqrt{10}} = \frac{15}{\sqrt{10}}으로 점 G\mathrm{G}까지의 거리의 33배이므로, 삼각형 GBC\mathrm{GBC}의 넓이는 삼각형 ABC\mathrm{ABC}의 넓이 452\displaystyle \frac{45}{2}13\displaystyle \frac{1}{3}152\displaystyle \frac{15}{2}이다.

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