기하공간벡터수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

팔각기둥 벡터 합 크기

문제

다음 그림은 밑면이 정팔각형인 팔각기둥이다.

A1A3=32\displaystyle \overline{\mathrm{A} _{1} \mathrm{A} _{3}} = 3 \sqrt{2}이고, 점 P\mathrm{P}가 모서리 A1B1\mathrm{A} _{1} \mathrm{B} _{1}의 중점일 때, 벡터 i=18(PAi+PBi)\displaystyle \sum\limits _{i = 1} ^{8} \left( \vec{\mathrm{PA} _{i}} + \vec{\mathrm{PB} _{i}} \right)의 크기를 구하시오. [3점]

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48

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해설

정팔각형의 성질을 이용하여 대각선의 교점을 OO라면 삼각형OA1A3OA _{1} A _{3}는 직각삼각형이 되고 A1O=3\displaystyle \overline{A _{1} O} = 3이다. AiBi\displaystyle \overline{A _{i} B _{i}}의 중점을 PiP _{i}라하면 PAi+PBi=2PPi\vec{PA _{i}} + \vec{PB _{i}} = 2 \vec{PP _{i}}이다. i=18(PAi+PBi)\displaystyle \therefore \sum\limits _{i = 1} ^{8} ( \vec{PA _{i}} + \vec{PB _{i}} ) =2i=18P1Pi\displaystyle = 2 \sum\limits _{i = 1} ^{8} \vec{P _{1} P _{i}} =2i=18(OPiOP1)\displaystyle = 2 \sum\limits _{i = 1} ^{8} ( \vec{OP _{i}} - \vec{OP _{1}} ) (i=18OPi=0)\displaystyle ( \because \sum\limits _{i = 1} ^{8} \vec{OP _{i}} = 0 ) =2(8OP1)= - 2 ( 8 \vec{OP _{1}} ) =2(8OA1)= - 2 ( 8 \vec{OA _{1}} ) 따라서 크기는 48이다.

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