원의 접선과 넓이 빈칸
문제
좌표평면 위의 세 점 , , 을 지나는 원 에 대하여 원 위의 점 에서의 접선을 이라 하자. 두 삼각형 와 의 넓이가 같게 되는 직선 위의 점을 , 점 에서 축에 내린 수선의 발을 라 할 때, 다음은 선분 의 길이를 구하는 과정이다. (단, 점 는 제사분면 위의 점이다.) 그림과 같이 세 점 , , 를 지나는 원 의 방정식은 이므로 선분 는 원 의 지름이다. 직선 은 직선 와 수직이고 점 를 지나므로 직선 의 방정식은 이다. 점 를 지나고 직선 와 평행한 직선을 라 하면, 두 직선 , 가 만나는 점이 두 삼각형 와 의 넓이가 같게 되는 점 이다.

직선 의 방정식은 이다. 점 는 두 직선 , 가 만나는 점이므로 점 의 좌표는 이다. 따라서 선분 의 길이는 이다.
위의 (가), (나)에 알맞은 식을 각각 , 라 하고, (다)에 알맞은 수를 라 할 때, 의 값은? [4점] ①②③④⑤
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해설
그림과 같이 세 점 , , 를 지나는 원 의 방정식은 이므로 선분 는 원 의 지름이다. 직선 은 직선 와 수직이고 점 를 지나므로 직선 의 방정식은 이다. 점 를 지나고 직선 와 평행한 직선을 라 하면, 두 직선 , 가 만나는 점이 두 삼각형 와 의 넓이가 같게 되는 점 이다.

직선 의 기울기와 직선 의 기울기는 같고, 직선 는 점 를 지나므로 즉, 직선 의 방정식은 이다. 점 는 두 직선 , 가 만나는 점이므로 점 의 좌표는 방정식 의 근이다. 즉, 점 의 좌표는 이다. 따라서 선분 의 길이는 이다. 따라서 , 이므로