수학여정 - 문제 분석 리포트

2024년 9월 학력평가 고1 수학 10번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류공통수학1 · 도형의 방정식 / 직선의 방정식 / 수직 조건
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
10. 점 (1,a)를 지나고 직선 2x+3y+1=0에 수직인 직선의 y절편이 52일 때, 상수 a의 값은? [3점]
① 3    ② 4    ③ 5    ④ 6    ⑤ 7

1. 문제의 요지

이 문제는 두 직선의 수직 조건과 직선의 방정식을 이용하여 미지수를 구할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 점 (1,a)를 지나는 직선 l이 있다.
- 직선 l은 직선 2x+3y+1=0에 수직이다.
- 직선 ly절편은 52이다.
주어진 조건

3. 풀이의 순서

이 문제는 수직인 두 직선의 기울기 관계를 이용하여 직선의 방정식을 완성한 후, 지나는 점을 대입하는 방법으로 풀이합니다.

구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.

step1. 주어진 직선의 기울기를 구합니다.

step2. 수직 조건을 이용하여 구하려는 직선의 기울기를 찾습니다.

step3. y절편을 이용하여 직선의 방정식을 완성합니다.

step4.(1,a)를 대입하여 a의 값을 구합니다.

4. 풀이의 도구

- 두 직선의 수직 조건 : 두 직선 y=mx+ny=mx+n이 서로 수직이면, 두 직선의 기울기의 곱은 1이다. 즉, m×m=1이다.

- 직선의 방정식 (기울기와 y절편) : 기울기가 m이고 y절편이 n인 직선의 방정식은 y=mx+n이다.

5. 구체적 풀이

직선의 방정식을 구하려면 '기울기'와 '지나는 점(또는 y절편)'이 필요해요. 문제에서 y절편은 주어졌으니, '수직'이라는 조건을 통해 기울기만 알아내면 직선의 방정식을 완벽하게 세울 수 있겠네요!

step1. 주어진 직선의 기울기 구하기

먼저 기준이 되는 직선 2x+3y+1=0의 기울기를 알아볼까요? 식을 y에 대하여 정리하면, 3y=2x1이 되고 양변을 3으로 나누면 y=23x13이 됩니다. 따라서 이 직선의 기울기는 23이에요.

step2. 수직인 직선의 기울기 찾기

우리가 구하려는 직선은 방금 구한 직선과 수직이에요. 두 직선이 수직일 때는 두 기울기를 곱했을 때 1이 되어야 한다는 성질을 이용할 거예요. 구하려는 직선의 기울기를 m이라고 하면, m×(23)=1이 성립해야 하죠. 양변에 32을 곱해주면 m=32이 됩니다. 수직 조건을 적용할 때 부호를 바꾸는 것을 깜빡하거나 역수를 취하지 않는 실수를 조심하세요.

step3. 직선의 방정식 완성하기

step 3

이제 구하려는 직선의 기울기가 32라는 것을 알았어요. 게다가 문제에서 이 직선의 y절편이 52라고 알려주었죠. 기울기와 y절편을 모두 알았으니 직선의 방정식을 y=32x+52로 완성할 수 있습니다.

step4. 점 대입하여 a 구하기

step 4

마지막으로 이 직선이 점 (1,a)를 지난다고 했어요. 어떤 점이 직선 위에 있다는 것은 그 점의 좌표를 직선의 방정식에 대입했을 때 식이 성립한다는 뜻이에요. x1, ya를 대입해 볼게요. a=32×1+52=82=4가 됩니다. 따라서 우리가 찾는 a의 값은 4입니다.

[정답] ②

⚡ 실전용 풀이

step1. 주어진 직선의 기울기 구하기

2x+3y+1=0y=23x13

--- 기울기는 23

step2. 수직인 직선의 기울기 찾기

m×(23)=1m=32

step3. 직선의 방정식 완성하기

y=32x+52

--- y절편이 52이므로

step4. 점 대입하여 a 구하기

a=32(1)+52=82=4

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

두 직선이 수직일 때 기울기의 곱이 1이라는 조건을 떠올리지 못할 수 있습니다.
직선의 기울기와 y절편이 주어졌을 때 직선의 방정식을 세우는 방법을 헷갈릴 수 있습니다.

🔑 돌파구

수직인 두 직선의 기울기의 곱은 항상 1임을 이용해 새로운 직선의 기울기를 구해보세요.
기울기 my절편 n을 알면 직선의 방정식을 y=mx+n으로 바로 세울 수 있습니다.

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