그림과 같이 길이가 a a a 인 선분 A B \mathrm{AB} AB 를 지름으로 하는 원 위를 움직이는 점 P \mathrm{P} P 가 있다. 선분 P A \mathrm{PA} PA 와 선분 P B \mathrm{PB} PB 의 중점을 각각 M \mathrm{M} M 과 N \mathrm{N} N 이라고 하면,
P A ‾ 2 + P B ‾ 2 = □ (가) \displaystyle \mathrm{\overline{PA}} ^{2} + \mathrm{\overline{PB}} ^{2} = \square {\text{(가)}} PA 2 + PB 2 = □ ( 가 ) 이다.
따라서 A N ‾ 2 + B M ‾ 2 = □ (나) \displaystyle \mathrm{\overline{AN}} ^{2} + \mathrm{\overline{BM}} ^{2} = \square {\text{(나)}} AN 2 + BM 2 = □ ( 나 ) 이므로
A N ‾ ∙ B M ‾ \displaystyle \mathrm{\overline{AN}} \bullet \overline{BM} AN ∙ B M 의 최댓값은 □ (다) \square {\text{(다)}} □ ( 다 ) 이다.
위의 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [3점]
(가) (나) (다)
① a 2 a ^{2} a 2 5 4 a 2 \displaystyle \frac{5}{4} a ^{2} 4 5 a 2 5 2 a 2 \displaystyle \frac{\sqrt{5}}{2} a ^{2} 2 5 a 2 ② a 2 a ^{2} a 2 5 4 a 2 \displaystyle \frac{5}{4} a ^{2} 4 5 a 2 5 8 a 2 \displaystyle \frac{5}{8} a ^{2} 8 5 a 2 ③ a 2 a ^{2} a 2 3 2 a 2 \displaystyle \frac{3}{2} a ^{2} 2 3 a 2 3 4 a 2 \displaystyle \frac{3}{4} a ^{2} 4 3 a 2 ④ 2 a 2 2 a ^{2} 2 a 2 3 2 a 2 \displaystyle \frac{3}{2} a ^{2} 2 3 a 2 5 2 a 2 \displaystyle \frac{\sqrt{5}}{2} a ^{2} 2 5 a 2 ⑤ 2 a 2 2 a ^{2} 2 a 2 5 4 a 2 \displaystyle \frac{5}{4} a ^{2} 4 5 a 2 5 8 a 2 \displaystyle \frac{5}{8} a ^{2} 8 5 a 2