공통수학2도형의 이동AI발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

y=x 대칭인 두 점과 원점이 만드는 삼각형

문제

그림과 같이 점 A(a,b)(0<a<b)\mathrm{A} ( a , b ) ( 0 < a < b )를 직선 y=xy = x에 대하여 대칭이동한 점을 B\mathrm{B}라 하자. AB=42\displaystyle \overline{\mathrm{AB}} = 4 \sqrt{2}이고 삼각형 OAB\mathrm{OAB}의 넓이가 1616일 때, abab의 값을 구하시오. (단, O\mathrm{O}는 원점이다.) [4점]

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해설

B\mathrm{B}의 좌표는 (b,a)( b , a )이다. AB=(ba)2+(ab)2=2(ba)=42\displaystyle \overline{\mathrm{AB}} = \sqrt{( b - a ) ^{2} + ( a - b ) ^{2}} = \sqrt{2} ( b - a ) = 4 \sqrt{2}이므로 ba=4b - a = 4 선분 AB\mathrm{AB}의 중점 M(a+b2,a+b2)\displaystyle \mathrm{M} \left( \frac{a + b}{2} , \frac{a + b}{2} \right)는 직선 y=xy = x 위에 있고 선분 AB\mathrm{AB}는 직선 y=xy = x에 수직이므로, 선분 OM\mathrm{OM}은 삼각형 OAB\mathrm{OAB}에서 밑변 AB\mathrm{AB}에 대한 높이이다. OM=2×a+b2=a+b2\displaystyle \overline{\mathrm{OM}} = \sqrt{2} \times \frac{a + b}{2} = \frac{a + b}{\sqrt{2}} 삼각형 OAB\mathrm{OAB}의 넓이는 12×42×a+b2=2(a+b)=16\displaystyle \frac{1}{2} \times 4 \sqrt{2} \times \frac{a + b}{\sqrt{2}} = 2 ( a + b ) = 16 이므로 a+b=8a + b = 8 ba=4b - a = 4, a+b=8a + b = 8에서 a=2a = 2, b=6b = 6 따라서 ab=12ab = 12 (다른 풀이) 세 점 O(0,0)\mathrm{O} ( 0 , 0 ), A(a,b)\mathrm{A} ( a , b ), B(b,a)\mathrm{B} ( b , a )로 만든 삼각형의 넓이는 12a×ab×b=12(ba)(b+a)\displaystyle \frac{1}{2} \left| a \times a - b \times b \right| = \frac{1}{2} ( b - a ) ( b + a )이고, ba=4b - a = 4이므로 2(a+b)=162 ( a + b ) = 16

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