공통수학1이차방정식과 이차함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

육각형 속 직사각형 최대

문제

그림과 같이 한 변의 길이가 44인 정사각형 ABCD\mathrm{ABCD}에서 BC\displaystyle \mathrm{\overline{BC}}, AD\displaystyle \mathrm{\overline{AD}}의 중점을 E,H\mathrm{E} , H라 하고, CD\displaystyle \mathrm{\overline{CD}} 위에 CF=DG=1\displaystyle \mathrm{\overline{CF}} = {\overline{DG}} = 1이 되도록 두 귀퉁이를 잘라 육각형 ABEFGH\mathrm{ABEFGH}를 만들었다. 점 O,P\mathrm{O} , PAB\displaystyle \mathrm{\overline{AB}}위에 있고, 점 Q\mathrm{Q}EF\displaystyle \mathrm{\overline{EF}}, 점 R\mathrm{R}GH\displaystyle \mathrm{\overline{GH}}위에 있으며 QRFG\displaystyle {\overline{\mathrm{QR}}} \parallel {\overline{\mathrm{FG}}}일 때, 직사각형 OPQR\mathrm{OPQR}의 넓이가 최대가 되는 선분 QR\mathrm{QR}의 길이는? [4점]

73\displaystyle \frac{7}{3}83\displaystyle \frac{8}{3}33103\displaystyle \frac{10}{3}113\displaystyle \frac{11}{3}

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해설

[출제의도] 이차함수를 이용하여 최댓값 구하기 점 R\mathrm{R}에서 AD\displaystyle \mathrm{\overline{AD}}에 내린 수선의 발을 S\mathrm{S}라 하자. RS=x\displaystyle {\mathrm{\overline{RS}}} = x라 하면, HS=2x\displaystyle {\mathrm{\overline{HS}}} = 2 x이고, OR=2+2x,QR=42x\displaystyle {\mathrm{\overline{OR}}} = 2 + 2 x , {\mathrm{\overline{QR}}} = 4 - 2 x이므로

OPQR\mathrm{\square} OPQR의 넓이는 SS=(2+2x)(42x)= \left( 2 + 2 x \right) \left( 4 - 2 x \right)=4x2+4x+8= \mathit{-} 4 x ^{2} + 4 x + 8=4(x12)2+9\displaystyle = \mathit{-} 4 \left( x - \frac{1}{2} \right) ^{2} + 9 x=12\displaystyle \therefore x = \frac{1}{2}일 때 최대 넓이 99 따라서, QR=42×RS=42×12=3\displaystyle \mathrm{\overline{QR}} = 4 - 2 \times {\overline{RS}} = 4 - 2 \times \frac{1}{2} = 3

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