공통수학2직선의 방정식수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

수직인 직선 보기 판단

문제

좌표평면에서 점 A(0,1)\mathrm{A} {\mathit{(} 0 , 1 )}xx축 위의 점 P(t,0)\mathrm{P} \mathit{(} t , 0 )에 대하여 점 P\mathrm{P}를 지나고 직선 AP\mathrm{AP}에 수직인 직선을 ll이라 할 때, <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (단, tt00이 아닌 실수이다.) [4점]

<보 기>
ㄱ. t=1t = 1일 때, 직선 ll의 기울기는 11이다. ㄴ. 점 (3,2)( 3 , 2 )를 지나는 직선 ll의 개수는 22이다. ㄷ. 직선 ll 위의 모든 점 (x,y)( x , y )에 대하여 부등식 yax2y \leq ax ^{2} 이 성립하도록 하는 실수 aa의 최솟값은 14\displaystyle \frac{1}{4}이다.

ㄱ, ㄴㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

[출제의도] 두 직선이 수직일 조건을 이용하여 추론하기 ㄱ. 직선 AP\mathrm{AP}의 기울기는 1001=1\displaystyle \frac{1 - 0}{0 - 1} = - 1이므로 직선 ll의 기울기는 1이다. (참) ㄴ. 직선 AP\mathrm{AP}의 기울기는 1t\displaystyle - \frac{1}{t}이므로 직선 ll의 기울기는 tt이다. 따라서 직선 ll의 방정식은 y=t(xt)y = t ( x - t ) \cdots㉠ ㉠에 점 (3,2)( 3 , 2 )를 대입하여 정리하면 t23t+2=0t ^{2} - 3 t + 2 = 0이므로 tt의 값은 11 또는 22 따라서 직선 ll의 개수는 2이다. (참) ㄷ. 주어진 부등식에 ㉠을 대입하면 t(xt)ax2t ( x - t ) \leq ax ^{2}ax2tx+t20ax ^{2} - tx + t ^{2} \geq 0 \cdots \cdots㉡ ㉡이 모든 실수 xx에 대하여 성립하므로 a>0a > 0이고 ax2tx+t2=0ax ^{2} - tx + t ^{2} = 0의 판별식을 DD라 할 때 D=t24at2D = t ^{2} - 4 at ^{2}=t2(14a)0= t ^{2} ( 1 - 4 a ) \leq 0 t2>0t ^{2} > 0이므로 14a01 - 4 a \leq 0a14\displaystyle a \geq \frac{1}{4} 따라서 aa의 최솟값은 14\displaystyle \frac{1}{4}이다. (참)

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