중학중학 미분류수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

사다리꼴 꼭짓점

문제

그림과 같이 직선 y=23x5\displaystyle y = \frac{2}{3} x - 5yy축과 만나는 점을 A{\mathrm{A}}, 직선 y=xy = - x와 만나는 점을 B{\mathrm{B}}라 하자. 원점 O{\mathrm{O}}와 제33사분면에 있는 점 C{\mathrm{C}}에 대하여 사각형 OCAB{\mathrm{OCAB}}가 사다리꼴이고 넓이가 252\displaystyle \frac{25}{2}가 되도록 하는 모든 점 C{\mathrm{C}}yy좌표의 곱은? (단, 점 C{\mathrm{C}}yy좌표는 5- 5보다 크다.) [4점]

83\displaystyle \frac{8}{3}33103\displaystyle \frac{10}{3}113\displaystyle \frac{11}{3}44

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해설

직선 y=23x5\displaystyle y = \frac{2}{3} x - 5yy절편이 5- 5이므로 OA=5\displaystyle {\overline{\mathrm{OA}}} = 5 두 직선 y=23x5\displaystyle y = \frac{2}{3} x - 5, y=xy = - x의 교점 B{\mathrm{B}}의 좌표는 연립방정식 {y=23x5y=x\displaystyle {\begin{cases} y = \frac{2}{3} x - 5 & & \cdots \cdots \text{㉠} \\ y = - x & & \cdots \cdots \text{㉡} \end{cases}} 의 해와 같다. ㉠에서 ㉡을 변끼리 빼면 0=53x5\displaystyle 0 = \frac{5}{3} x - 5, 53x=5\displaystyle \frac{5}{3} x = 5 x=3x = 3, y=3y = - 3이므로 점 B{\mathrm{B}}의 좌표는 (3,3)\left( 3 , - 3 \right)B{\mathrm{B}}에서 선분 OA{\mathrm{OA}}에 내린 수선의 발을 H{\mathrm{H}}라 하면 BH=3\displaystyle {\overline{\mathrm{BH}}} = 3 OAB\triangle {\mathrm{OAB}}=12×OA×BH=12×5×3\displaystyle = \frac{1}{2} \times {\overline{\mathrm{OA}}} \times {\overline{\mathrm{BH}}} = \frac{1}{2} \times 5 \times 3=152\displaystyle = \frac{15}{2} OAB+OCA=OCAB\triangle {\mathrm{OAB}} + \triangle {\mathrm{OCA}} = \square {\mathrm{OCAB}} 152+OCA=252\displaystyle \frac{15}{2} + \triangle {\mathrm{OCA}} = \frac{25}{2} OCA=5\triangle {\mathrm{OCA}} = 5C{\mathrm{C}}에서 선분 OA{\mathrm{OA}}에 내린 수선의 발을 H{\mathrm{H}}'이라 하면 OCA=12×OA×CH=52×CH=5\displaystyle \triangle {\mathrm{OCA}} = \frac{1}{2} \times {\overline{\mathrm{OA}}} \times {\overline{{\mathrm{CH}}'}} = \frac{5}{2} \times {\overline{{\mathrm{CH}}'}} = 5 CH=2\displaystyle {\overline{{\mathrm{CH}}'}} = 2 그러므로 점 C{\mathrm{C}}xx좌표는 2- 2 사각형 OCAB{\mathrm{OCAB}}는 사다리꼴이므로 직선 CA{\mathrm{CA}}가 직선 OB{\mathrm{OB}}와 평행하거나 직선 CO{\mathrm{CO}}가 직선 AB{\mathrm{AB}}와 평행하다. (ⅰ) 직선 CA{\mathrm{CA}}가 직선 OB{\mathrm{OB}}와 평행한 경우

직선 OB{\mathrm{OB}}, 즉 y=xy = - x의 기울기가 1- 1이므로 직선 CA{\mathrm{CA}}의 기울기는 1- 1 이때 직선 CA{\mathrm{CA}}yy절편이 5- 5이므로 직선의 방정식은 y=x5y = - x - 5 이 직선 위의 점 C{\mathrm{C}}xx좌표가 2- 2이므로 yy좌표는 3- 3 (ⅱ) 직선 CO{\mathrm{CO}}가 직선 AB{\mathrm{AB}}와 평행한 경우

직선 AB{\mathrm{AB}}, 즉 y=23x5\displaystyle y = \frac{2}{3} x - 5의 기울기가 23\displaystyle \frac{2}{3}이므로 직선 CO{\mathrm{CO}}의 기울기는 23\displaystyle \frac{2}{3} 이때 직선 CO{\mathrm{CO}}는 원점을 지나므로 직선의 방정식은 y=23x\displaystyle y = \frac{2}{3} x 이 직선 위의 점 C{\mathrm{C}}xx좌표가 2- 2이므로 yy좌표는 43\displaystyle - \frac{4}{3} (ⅰ), (ⅱ)에 의하여 조건을 만족시키는 모든 점 C{\mathrm{C}}yy좌표의 곱은 (3)×(43)=4\displaystyle \left( - 3 \right) \times \left( - \frac{4}{3} \right) = 4

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