공통수학2평면좌표AI킬러 문제 (22·30번 수준)

산책로 위 정수 좌표 지점의 개수

문제

좌표평면 위의 두 지점 A(6,8)\mathrm{A} ( - 6 , 8 ), B(18,10)\mathrm{B} ( 18 , - 10 )을 잇는 곧은 산책로가 있다. 좌표의 단위는 m이다. 이 산책로 위에 가로등을 세우는데, 가로등은 xx좌표와 yy좌표가 모두 정수인 지점에만 세울 수 있다. 두 지점 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}에도 가로등을 세울 때, 세울 수 있는 가로등의 최대 개수를 구하시오. [4점]

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해설

실마리: 산책로 위의 점을 하나의 문자로 나타낸 뒤, 두 좌표가 모두 정수가 될 조건을 하나의 식으로 바꾼다. 산책로 위의 점 P\mathrm{P}는 선분 AB\mathrm{AB} 위의 점이므로 0t10 \leq t \leq 1인 실수 tt에 대하여 P(6+24t,818t)\mathrm{P} ( - 6 + 24 t , 8 - 18 t ) 로 나타낼 수 있다. 두 좌표가 모두 정수이려면 24t24 t18t18 t가 모두 정수이어야 한다. 24t24 t18t18 t가 모두 정수이면 그 차인 24t18t=6t24 t - 18 t = 6 t도 정수이고, 거꾸로 6t6 t가 정수이면 24t=4×6t24 t = 4 \times 6 t, 18t=3×6t18 t = 3 \times 6 t도 정수이다. 즉, 두 좌표가 모두 정수일 조건은 6t6 t가 정수인 것과 같다. 0t10 \leq t \leq 1에서 06t60 \leq 6 t \leq 6이므로 6t=0,1,2,3,4,5,66 t = 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 따라서 가로등을 세울 수 있는 지점은 77개이다. (검산: 그 지점들은 (6,8)( - 6 , 8 ), (2,5)( - 2 , 5 ), (2,2)( 2 , 2 ), (6,1)( 6 , - 1 ), (10,4)( 10 , - 4 ), (14,7)( 14 , - 7 ), (18,10)( 18 , - 10 )이고, AB=242+182=30\displaystyle \overline{\mathrm{AB}} = \sqrt{24 ^{2} + 18 ^{2}} = 30이므로 이웃한 두 지점 사이의 거리는 모두 55로 일정하다.)

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