기하이차곡선수능 기출기본 문제 (3점 중반)

쌍곡선 원 접선

문제

그림과 같이 쌍곡선 4x29y240=1\displaystyle \frac{4 x ^{2}}{9} - \frac{y ^{2}}{40} = 1의 두 초점은 FF, FF'이고, 점 FF를 중심으로 하는 원 CC는 쌍곡선과 한 점에서 만난다. 제 22사분면에 있는 쌍곡선 위의 점 PP에서 원 CC에 접선을 그었을 때 접점을 QQ라 하자. PQ=12\displaystyle \overline{PQ} = 12일 때, 선분 PFPF'의 길이는? [3점]

1010212\displaystyle \frac{21}{2}1111232\displaystyle \frac{23}{2}1212

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해설

x294y240=1\displaystyle \frac{x ^{2}}{\frac{9}{4}} - \frac{y ^{2}}{40} = 1에서 원 CC와 쌍곡선의 교점은 R(32,0)\displaystyle \mathrm{R} \left( \frac{3}{2} , 0 \right)이다. F(c,0){\mathrm{F}} ( c , 0 )이라 두면 c2=94+40=1694=(132)2\displaystyle c ^{2} = \frac{9}{4} + 40 = \frac{169}{4} = \left( \frac{13}{2} \right) ^{2}F(132,0)\displaystyle {\mathrm{F}} \left( \frac{13}{2} , 0 \right)

따라서, 원 CC의 반지름의 길이 r=13232=5\displaystyle r = \frac{13}{2} - \frac{3}{2} = 5 PF2=PQ2+FQ2=122+52=132\displaystyle \mathrm{\overline{PF}} ^{2} = \mathrm{\overline{PQ}} ^{2} + \mathrm{\overline{FQ}} ^{2} = 12 ^{2} + 5 ^{2} = 13 ^{2} (PQF=π2)\displaystyle \left( \because \angle PQF = \frac{\pi}{2} \right)PF=13\displaystyle \mathrm{\overline{PF}} = 13 쌍곡선의 정의에 의해 PF=PF3=10\displaystyle \mathrm{\overline{PF}}' = \mathrm{\overline{PF}} - 3 = 10

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