수학여정 - 문제 분석 리포트

2024년 9월 학력평가 고1 수학 4번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류공통수학1 · 평면좌표 / 두 점 사이의 거리
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
4. 좌표평면 위의 두 점 A(1,3), B(2,a) 사이의 거리가 17 일 때, 양수 a의 값은? [3점]
① 5    ② 6    ③ 7    ④ 8    ⑤ 9

1. 문제의 요지

이 문제는 좌표평면 위의 두 점 사이의 거리 공식을 이용하여 미지수를 포함한 방정식을 세우고, 주어진 조건에 맞는 해를 구할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 점 A(1,3)
- 점 B(2,a)
- 선분 AB의 길이: 17
- a>0

3. 풀이의 순서

이 문제는 두 점 사이의 거리 공식을 이용하여 a에 대한 이차방정식을 세우고 푸는 방법으로 풀이합니다.

구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.

step1. 두 점 사이의 거리 공식을 이용하여 선분 AB의 길이를 a에 대한 식으로 나타냅니다.

step2. 문제에 주어진 거리와 같다고 놓고 양변을 제곱하여 이차방정식을 풉니다.

step3. 구한 a의 값 중 양수인 것을 선택하여 정답을 도출합니다.

4. 풀이의 도구

- 두 점 사이의 거리 공식 : 좌표평면 위의 두 점 A(x1,y1), B(x2,y2) 사이의 거리는 (x2x1)2+(y2y1)2 입니다.

5. 구체적 풀이

좌표평면에서 두 점의 좌표가 주어지고 거리가 주어졌다면, 가장 먼저 떠올려야 할 것은 '두 점 사이의 거리 공식'이에요. 공식을 그대로 적용해서 식을 세우면 a에 대한 방정식이 만들어집니다.

step1. 두 점 사이의 거리 식으로 나타내기

두 점 A(1,3), B(2,a) 사이의 거리를 공식에 대입해 볼까요?

x좌표의 차이는 21=1이고, y좌표의 차이는 a3이에요.

따라서 선분 AB의 길이는 (21)2+(a3)2=1+(a3)2 이 됩니다.

step2. 이차방정식 세우고 풀기

문제에서 이 거리가 17이라고 했어요.

식을 세우면 1+(a3)2=17 이 됩니다.

양변에 근호가 있으니, 양변을 제곱해서 근호를 벗겨볼게요.

1+(a3)2=17

이제 1을 우변으로 넘기면,

(a3)2=16 이 되죠.

어떤 수를 제곱해서 16이 되는 수는 44가 있어요.

따라서 a3=4 또는 a3=4 가 됩니다.

각각을 풀어보면 a=7 또는 a=1 이 나와요.

step3. 조건에 맞는 해 찾기

이차방정식을 풀어서 해가 두 개 나왔을 때, 문제의 조건을 다시 한 번 확인하는 습관이 중요해요.

문제에서 '양수 a'의 값을 구하라고 했으므로, 우리가 찾는 a7이 됩니다.

따라서 정답은 3번이에요.

[정답] ③

⚡ 실전용 풀이

step1. 두 점 사이의 거리 식으로 나타내기

AB=(21)2+(a3)2=1+(a3)2

step2. 이차방정식 세우고 풀기

1+(a3)2=17

1 + (a - 3)2 = 17   --- 양변을 제곱

(a - 3)2 = 16

a3=±4

a=7 또는 a=1

step3. 조건에 맞는 해 찾기

a>0 이므로 a=7

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

두 점 사이의 거리 공식을 정확히 외우지 못했거나, 제곱근 기호 안의 식을 전개하다가 계산 실수를 할 수 있습니다.
이차방정식을 푼 후 두 개의 해가 나왔을 때, 문제의 조건인 '양수'를 확인하지 않고 당황할 수 있습니다.

🔑 돌파구

두 점 사이의 거리 공식을 적용하여 식을 세운 뒤, 양변을 제곱하여 근호를 없애고 이차방정식을 풉니다.
마지막에 구한 해 중에서 문제의 조건(양수 a)에 맞는 것만 선택해야 합니다.
도형이나 좌표 문제에서는 항상 구한 미지수가 문제의 조건(양수, 음수, 사분면 등)에 맞는지 마지막에 꼭 확인하세요.

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