수학여정 - 문제 분석 리포트

(2024학년도) 2023년 9월 모의평가 고3 수학 기하 25번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류기하 · 벡터 / 도형의 방정식 / 원의 방정식
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
25. 좌표평면 위의 점 A(4,3)에 대하여 |OP|=|OA|를 만족시키는 점 P가 나타내는 도형의 길이는? (단, O는 원점이다.) [3점]
① 2π    ② 4π    ③ 6π    ④ 8π    ⑤ 10π
벡터 기호가 나와서 당황할 수 있지만, |OP|는 단순히 원점 O에서 점 P까지의 거리를 뜻해요. 원점에서 일정한 거리에 있는 점들이 모이면 어떤 도형이 될까요? 바로 원이랍니다!

step1. 벡터 OA의 크기 구하기

step 1

먼저 점 A(4,3)의 위치 벡터인 OA의 크기를 구해볼게요. 원점 O(0,0)에서 점 A(4,3)까지의 거리이므로, 피타고라스의 정리를 이용하면 쉽게 구할 수 있어요.

|OA|=42+32=16+9=25=5가 됩니다.

step2. 점 P가 나타내는 도형 파악하기

step 2

문제에서 주어진 조건은 |OP|=|OA| 예요. 앞서 구한 값을 대입하면 |OP|=5가 되죠.

이 식은 원점 O에서 점 P까지의 거리가 항상 5로 일정하다는 뜻이에요. 평면에서 한 정점(원점)으로부터 거리가 일정한 점들의 자취는 바로 원이 됩니다.

따라서 점 P가 나타내는 도형은 중심이 원점이고 반지름의 길이가 r=5인 원이에요.

step3. 도형의 길이 계산하기

이제 점 P가 나타내는 도형의 길이를 구해야 해요.

도형의 넓이(πr2)와 헷갈리지 않도록 조심하세요. 도형의 길이는 원의 둘레를 의미합니다.

반지름의 길이가 5인 원의 둘레는 2πr 공식을 사용하여 계산하면,

2π×5=10π가 됩니다.

따라서 정답은 ⑤번입니다.

[정답] ⑤

⚡ 실전용 풀이

step1. 벡터 OA의 크기 구하기

|OA|=42+32=5

step2. 점 P가 나타내는 도형 파악하기

|OP|=|OA|=5

--- 원점으로부터 거리가 5인 점들의 자취이므로, 반지름이 5인 원

step3. 도형의 길이 계산하기

l=2πr=2π×5=10π

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