공통수학2직선의 방정식수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

삼각형 넓이 최솟값

문제

두 양수 a,ba , b에 대하여 좌표평면 위의 점 P(a,b)\mathrm{P} ( \mathit{a} , b )를 지나고 직선 OP\mathrm{OP}에 수직인 직선이 yy축과 만나는 점을 Q\mathrm{Q}라 하자. 점 R(1a,0)\displaystyle \mathrm{R} \left( \mathit{-} \frac{1}{a} , 0 \right)에 대하여 삼각형 OQR\mathrm{OQR}의 넓이의 최솟값은? (단, O\mathrm{O}는 원점이다.) [4점] 12\displaystyle \frac{1}{2}1132\displaystyle \frac{3}{2}2252\displaystyle \frac{5}{2}

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해설

직선 OP\mathrm{OP}의 기울기는 ba\displaystyle \frac{b}{a}이므로 점 P\mathrm{P}를 지나고 직선 OP\mathrm{OP}에 수직인 직선의 방정식은 y=ab(xa)+b\displaystyle y = - \frac{a}{b} ( x - a ) + bQ\mathrm{Q}의 좌표는 (0,b+a2b)\displaystyle \left( 0 , b + \frac{a ^{2}}{b} \right) a>0,b>0a > 0 , b > 0이므로 삼각형 OQR\mathrm{OQR}의 넓이는 12×1a×(b+a2b)\displaystyle \frac{1}{2} \times \frac{1}{a} \times \left( b + \frac{a ^{2}}{b} \right)=12(ba+ab)\displaystyle = \frac{1}{2} \left( \frac{b}{a} + \frac{a}{b} \right) 12×2ba×ab=1\displaystyle {\geq} \frac{1}{2} \times 2 \sqrt{\frac{b}{a} \times \frac{a}{b}} = 1 (단, 등호는 a=ba = b일 때 성립한다.) 따라서 삼각형 OQR\mathrm{OQR}의 넓이의 최솟값은 11

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