공통수학1행렬과 그 연산수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

역행렬과 원의 최댓값

문제

두 실수 xxyy에 대하여 행렬 (x8y6yx)\displaystyle \begin{pmatrix} x - 8 & y \\ 6 - y & x \end{pmatrix}의 역행렬이 존재하지 않을 때, x2+y2x ^{2} + y ^{2}의 최댓값은? 496481100121

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해설

행렬 (x8y6yx)\displaystyle \begin{pmatrix} x - 8 & y \\ 6 - y & x \end{pmatrix}의 역행렬이 존재하지 않으므로(x8)xy(6y)=0( x - 8 ) x - y ( 6 - y ) = 0 x28x+y26y=0x ^{2} - 8 x + y ^{2} - 6 y = 0 (x4)2+(y3)2=25( x - 4 ) ^{2} + ( y - 3 ) ^{2} = 25 즉, 중심이 (4,3)( 4 , 3 )이고 반지름이 55인 원이다.

x2+y2=(x0)2+(y0)2x ^{2} + y ^{2} = ( x - 0 ) ^{2} + ( y - 0 ) ^{2}이므로 원점에서 원 위의 점까지의 거리의 제곱이다. 그러므로 원의 지름의 제곱이 최댓값이 된다. 따라서 최댓값은 102=10010 ^{2} = 100이다.

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