유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

3문제 · 1 / 1쪽

1.CLP-3 · 1.1절 · 5번대학 수준우리말 번역

임의의 삼각형을 생각하자. 한 꼭짓점이 원점에 있고 두 번째 꼭짓점이 양의 xx 축 위에 있도록 좌표계를 잡는다. 두 번째 꼭짓점의 좌표를 (a,0)(a,0), 세 번째 꼭짓점의 좌표를 (b,c)(b,c) 라 하자. 외접원(세 꼭짓점을 모두 지나는 원)을 구하세요.

영어 원문 보기

Consider any triangle. Pick a coordinate system so that one vertex is at the origin and a second vertex is on the positive xx–axis. Call the coordinates of the second vertex (a,0)(a,0) and those of the third vertex (b,c)(b,c). Find the circumscribing circle (the circle that goes through all three vertices).

정답·풀이 보기

외접원의 중심을 (xˉ,yˉ)(\bar x,\bar y) 라 하자. 이 중심은 세 꼭짓점에서 같은 거리에 있어야 한다. 따라서

xˉ2+yˉ2=(xˉ−a)2+yˉ2=(xˉ−b)2+(yˉ−c)2\bar x^2+\bar y^2=(\bar x-a)^2+\bar y^2=(\bar x-b)^2+(\bar y-c)^2

이고, 같은 세 식에서 각각 xˉ2+yˉ2\bar x^2+\bar y^2 을 빼면

0=a2−2axˉ=b2−2bxˉ+c2−2cyˉ0=a^2-2a\bar x=b^2-2b\bar x+c^2-2c\bar y

이다. 이로부터

xˉ=a2yˉ=b2+c2−2bxˉ2c=b2+c2−ab2c\bar x=\frac{a}{2}\qquad\qquad \bar y =\frac{b^2+c^2-2b\bar x}{2c}=\frac{b^2+c^2-ab}{2c}

를 얻는다.

반지름은 꼭짓점 (0,0)(0,0) 에서 중심 (xˉ,yˉ)(\bar x,\bar y) 까지의 거리이므로 (a2)2+(b2+c2−ab2c)2\sqrt{\big(\frac{a}{2}\big)^2+\big(\frac{b^2+c^2-ab}{2c}\big)^2} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Call the centre of the circumscribing circle (xˉ,yˉ)(\bar x,\bar y). This centre must be equidistant from the three vertices. So

xˉ2+yˉ2=(xˉ−a)2+yˉ2=(xˉ−b)2+(yˉ−c)2\bar x^2+\bar y^2=(\bar x-a)^2+\bar y^2=(\bar x-b)^2+(\bar y-c)^2

or, subtracting xˉ2+yˉ2\bar x^2+\bar y^2 from the three equal expressions,

0=a2−2axˉ=b2−2bxˉ+c2−2cyˉ0=a^2-2a\bar x=b^2-2b\bar x+c^2-2c\bar y

which implies

xˉ=a2yˉ=b2+c2−2bxˉ2c=b2+c2−ab2c\bar x=\frac{a}{2}\qquad\qquad \bar y =\frac{b^2+c^2-2b\bar x}{2c}=\frac{b^2+c^2-ab}{2c}

The radius is the distance from the vertex (0,0)(0,0) to the centre (xˉ,yˉ)(\bar x,\bar y), which is (a2)2+(b2+c2−ab2c)2\sqrt{\big(\frac{a}{2}\big)^2+\big(\frac{b^2+c^2-ab}{2c}\big)^2}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 2.2절 · 19번
# 공간좌표활용보통자동 분류
2.CLP-3 · 1.1절 · 6번대학 수준우리말 번역

어떤 곡면이 다음을 만족하는 모든 점 P=(x,y,z)P=(x,y,z) 로 이루어져 있다. PP 에서 점 (0,0,1)(0,0,1) 까지의 거리가 PP 에서 평면 z+1=0z+1=0 까지의 거리와 같다. 이 곡면의 방정식을 구하고, 그래프를 그린 다음 말로 설명하세요.

영어 원문 보기

A certain surface consists of all points P=(x,y,z)P=(x,y,z) such that the distance from PP to the point (0,0,1)(0,0,1) is equal to the distance from PP to the plane z+1=0z+1=0. Find an equation for the surface, sketch and describe it verbally.

정답·풀이 보기

PP 에서 점 (0,0,1)(0,0,1) 까지의 거리는 x2+y2+(z−1)2\sqrt{x^2+y^2+(z-1)^2} 이다. PP 에서 주어진 평면까지의 거리는 ∣z+1∣|z+1| 이다. 따라서 곡면의 방정식은

x2+y2+(z−1)2=(z+1)2 또는 x2+y2=4zx^2+y^2+(z-1)^2=(z+1)^2\text{ 또는 } x^2+y^2=4z

이다. 이 곡면 위의 모든 점은 z≥0z\ge 0 이다. 곡면 위의 점 중 zz 의 값이 고정된 값 z0≥0z_0\ge 0 인 점들의 집합은 zz축 위에 중심이 있고, xyxy평면과 평행하며, 반지름이 2z02\sqrt{z_0} 인 원이다. 이 곡면은 이러한 원들을 쌓아 놓은 모양으로, 원점의 한 점에서 시작하여 위로 갈수록 반지름이 증가한다. 이 곡면은 포물면이며 아래 그림과 같다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

The distance from PP to the point (0,0,1)(0,0,1) is x2+y2+(z−1)2\sqrt{x^2+y^2+(z-1)^2}. The distance from PP to the specified plane is ∣z+1∣|z+1|. Hence the equation of the surface is

x2+y2+(z−1)2=(z+1)2 or x2+y2=4zx^2+y^2+(z-1)^2=(z+1)^2\text{ or } x^2+y^2=4z

All points on this surface have z≥0z\ge 0. The set of points on the surface that have any fixed value, z0≥0z_0\ge 0, of zz consists of a circle that is centred on the zz–axis, is parallel to the xyxy-plane and has radius 2z02\sqrt{z_0}. The surface consists of a stack of these circles, starting with a point at the origin and with radius increasing vertically. The surface is a paraboloid and is sketched below.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 1.1절 · 7번
# 공간좌표그래프·표 해석보통자동 분류
3.CLP-3 · 1.1절 · 7번대학 수준우리말 번역

(3,−2,3)(3,-2,3) 으로부터의 거리가 (3/2,1,0)(3/2,1,0) 으로부터의 거리의 2배인 모든 점 PP 의 집합이 구임을 보이세요. 이 구의 중심과 반지름을 구하세요.

영어 원문 보기

Show that the set of all points PP that are twice as far from (3,−2,3)(3,-2,3) as from (3/2,1,0)(3/2,1,0) is a sphere. Find its centre and radius.

정답·풀이 보기

(x,y,z)(x,y,z) 를 PP 에 속하는 점이라 하자. (x,y,z)(x,y,z) 에서 (3,−2,3)(3,-2,3) 까지의 거리와 (3/2,1,0)(3/2,1,0) 까지의 거리는 각각

(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2 그리고 (x−3/2)2+(y−1)2+z2\sqrt{(x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2}\quad\text{ 그리고 }\quad \sqrt{(x-3/2)^2+(y-1)^2+z^2}

이다. PP 에 속하려면 (x,y,z)(x,y,z) 는 다음을 만족해야 한다.

(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2=2(x−3/2)2+(y−1)2+z2(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2=4(x−3/2)2+4(y−1)2+4z2x2−6x+9+y2+4y+4+z2−6z+9=4x2−12x+9+4y2−8y+4+4z23x2−6x+3y2−12y+3z2+6z−9=0x2−2x+y2−4y+z2+2z−3=0(x−1)2+(y−2)2+(z+1)2=9\begin{aligned} \sqrt{(x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2}&=2\sqrt{(x-3/2)^2+(y-1)^2+z^2} \\ (x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2&=4(x-3/2)^2+4(y-1)^2+4z^2 \\ x^2-6x+9+y^2+4y+4+z^2-6z+9&=4x^2-12x+9+4y^2-8y+4+4z^2 \\ 3x^2-6 x+3y^2-12y+3z^2+6z-9&=0 \\ x^2-2 x+y^2-4y+z^2+2z-3&=0 \\ (x-1)^2+(y-2)^2+(z+1)^2&=9 \end{aligned}

이것은 (1,2,−1)(1,2,-1) 을 중심으로 하고 반지름이 3인 구이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let (x,y,z)(x,y,z) be a point in PP. The distances from (x,y,z)(x,y,z) to (3,−2,3)(3,-2,3) and to (3/2,1,0)(3/2,1,0) are

(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2 and (x−3/2)2+(y−1)2+z2\sqrt{(x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2}\quad\text{ and }\quad \sqrt{(x-3/2)^2+(y-1)^2+z^2}

respectively. To be in PP, (x,y,z)(x,y,z) must obey

(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2=2(x−3/2)2+(y−1)2+z2(x−3)2+(y+2)2+(z−3)2=4(x−3/2)2+4(y−1)2+4z2x2−6x+9+y2+4y+4+z2−6z+9=4x2−12x+9+4y2−8y+4+4z23x2−6x+3y2−12y+3z2+6z−9=0x2−2x+y2−4y+z2+2z−3=0(x−1)2+(y−2)2+(z+1)2=9\begin{aligned} \sqrt{(x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2}&=2\sqrt{(x-3/2)^2+(y-1)^2+z^2} \\ (x-3)^2+(y+2)^2+(z-3)^2&=4(x-3/2)^2+4(y-1)^2+4z^2 \\ x^2-6x+9+y^2+4y+4+z^2-6z+9&=4x^2-12x+9+4y^2-8y+4+4z^2 \\ 3x^2-6 x+3y^2-12y+3z^2+6z-9&=0 \\ x^2-2 x+y^2-4y+z^2+2z-3&=0 \\ (x-1)^2+(y-2)^2+(z+1)^2&=9 \end{aligned}

This is a sphere of radius 3 centered on (1,2,−1)(1,2,-1).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 1.1절 · 4번
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