공통수학2평면좌표AI발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

선분 위 점의 최단거리

문제

좌표평면 위의 두 점 A(0,3)\mathrm{A} ( 0 , 3 ), B(4,0)\mathrm{B} ( 4 , 0 )에 대하여 점 P\mathrm{P}가 선분 AB\mathrm{AB} 위를 움직일 때, 원점 O\mathrm{O}와 점 P\mathrm{P} 사이의 거리의 최솟값은? [4점] 22125\displaystyle \frac{12}{5}52\displaystyle \frac{5}{2}3372\displaystyle \frac{7}{2}

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해설

P\mathrm{P}가 선분 AB\mathrm{AB}t:(1t)t : ( 1 - t ) (0t10 \leq t \leq 1)로 내분하는 점이라 하면 P(4t,33t)\mathrm{P} ( 4 t , 3 - 3 t ) OP2=(4t)2+(33t)2=25t218t+9\displaystyle \overline{\mathrm{OP}} ^{2} = ( 4 t ) ^{2} + ( 3 - 3 t ) ^{2} = 25 t ^{2} - 18 t + 9 =25(t925)2+14425\displaystyle = 25 \left( t - \frac{9}{25} \right) ^{2} + \frac{144}{25} t=925\displaystyle t = \frac{9}{25}0t10 \leq t \leq 1을 만족시키므로 OP2\displaystyle \overline{\mathrm{OP}} ^{2}의 최솟값은 14425\displaystyle \frac{144}{25} 따라서 OP\displaystyle \overline{\mathrm{OP}}의 최솟값은 125\displaystyle \frac{12}{5}이므로 답은 ②이다. (검산: 삼각형 OAB\mathrm{OAB}의 넓이는 12×3×4=6\displaystyle \frac{1}{2} \times 3 \times 4 = 6이고 AB=5\displaystyle \overline{\mathrm{AB}} = 5이므로 점 O\mathrm{O}에서 변 AB\mathrm{AB}에 내린 수선의 길이는 2×65=125\displaystyle \frac{2 \times 6}{5} = \frac{12}{5}이다.)

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