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4

01-2 답 5

점 {2, k}를 원점에 대하여 대칭이동한 점 P의 좌표는 {-2, -k}

점 {2, k}를 직선 y=x에 대하여 대칭이동한 점 Q의 좌 표는 {k, 2}

PQZ=7j2이므로 1{k+2}@+{2+3k}@3=7j2 양변을 제곱하여 정리하면

2k@+8k+8=98, k@+4k-45=0 {k+9}{k-5}=0

/ k=5 {? k>0}

01-3 답 24

점 P{-4, -3}을 x축에 대하여 y

O x Q

P R

-4 -3

3 4

대칭이동한 점 Q의 좌표는

{-4, 3}

점 P{-4, -3}을 y축에 대하 여 대칭이동한 점 R의 좌표는 {4, -3}

/ sPQR=1

2\8\6=24 02-1 답 9

포물선 y=x@+2mx+m@-4를 원점에 대하여 대칭이동 한 포물선의 방정식은

-y={-x}@+2m\{-x}+m@-4 / y =-x@+2mx-m@+4=-{x-m}@+4

이 포물선의 꼭짓점의 좌표 {m, 4}가 {5, n}과 일치하므로 m=5, n=4 / m+n=9

다른 풀이

y=x@+2mx+m@-4={x+m}@-4

이 포물선의 꼭짓점 {-m, -4}를 원점에 대하여 대칭이 동한 점의 좌표는

{m, 4}

이 점이 점 {5, n}과 일치하므로 m=5, n=4 / m+n=9

02-2 답 1

직선 y=kx+1을 y축에 대하여 대칭이동한 직선의 방정 식은

y=-kx+1

이 직선이 원 x@+y@-6x+4y+9=0, 즉

{x-3}@+{y+2}@=4의 넓이를 이등분하려면 직선이 원의 중심 {3, -2}를 지나야 하므로

-2=-3k+1 / k=1

즉, 두 점 C, C' 사이의 거리는 2j3이므로 12@+{a+2-32}@3=2j3, a@+4=12 a@=8 / a=-2j2

따라서 모든 a의 값의 곱은 -2j2\2j2=-8

Ⅲ-4. 도형의 이동 115 114 정답과 해설 | 개념편 |

02-3 답 18

원 x@+y@=4를 x축의 방향으로 -1만큼, y축의 방향으 로 -4만큼 평행이동한 원의 방정식은

{x+1}@+{y+4}@=4

이 원을 x축에 대하여 대칭이동한 원의 방정식은 {x+1}@+{-y+4}@=4

/ {x+1}@+{y-4}@=4

이 원이 직선 4x+3y-a=0에 접하려면 원의 중심 {-1, 4}와 직선 4x+3y-a=0 사이의 거리가 반지름

의 길이 2와 같아야 하므로 |-4+12-a|

14@+3@3 =2, |8-a|=10 8-a=-10 / a=18 {? a>0}

03-1 답 j37k

점 B{3, 5}를 직선 y=x y

O x P B{3, 5}

B'{5, 3}

A{-1, 2}

y=x 에 대하여 대칭이동한 점

을 B'이라 하면 B'{5, 3}

이때 BPZ=BX'PZ이므로 APZ+BPZ =APZ+B'PZ

>AXB'Z

=1{5+1}@+{3-32}@3

=j37k

따라서 APZ+BPZ의 최솟값은 j37k 이다.

03-2 답 [0, 52 ]

점 B{3, 1}을 y축에 대하여 대칭이동한 점을 B'이라 하 면 B'{-3, 1}

y

x P

O

B{3, 1}

B'{-3, 1}

A{1, 3}

이때 BPZ=BX'PZ이므로 APZ+BPZ=APZ+BX'PZ>AXB'Z

즉, APZ+BPZ의 값이 최소일 때의 점 P는 직선 AB'과 y축의 교점이다.

두 점 A{1, 3}, B'{-3, 1}을 지나는 직선의 방정식은 y-3= 1-3

-3-1{x-1} / y=1 2x+5

2 따라서 구하는 점 P의 좌표는 [0, 5

2 ]이다.

03-3 답 3j2

점 A{1, 2}를 y축에 대하여 대칭이동한 점을 A'이라 하 면 A'{-1, 2}

점 B{2, 1}을 x축에 대하여 대칭이동한 점을 B'이라 하 면 B'{2, -1}

y

O x Q

P B{2, 1}

B'{2, -1}

A'{-1, 2} A{1, 2}

이때 AQZ=AX'QZ, PBZ=PXB'Z이므로 AQZ+QPZ+PBZ =AX'QZ+QPZ+PXB'Z

>AX'B'Z

=1{2+1}@+{-1-32}@3=3j2 따라서 AQZ+QPZ+PBZ의 최솟값은 3j2이다.

점과 직선에 대한 대칭이동

276~277쪽

04-1 답 -3

점 {-1, -1)이 두 점 {2, a}, {b, -3}을 이은 선분의 중점이므로

2+b

2 =-1, a-3

2 =-1 / a=1, b=-4 / a+b=-3

04-2 답 9

y=-x@+2x+3을 변형하면 y=-{x-1}@+4이므로 포물선의 꼭짓점의 좌표는 {1, 4}이다.

따라서 점 {a, b}가 두 점 {1, 4}, {3, 5}를 이은 선분의 중점이므로

a=1+3

2 =2, b=4+5 2 =9

2 / ab=9 05-1 답 a=-2, b=-1

! 두 점 {-6, 1}, {2, 5}를 이은 선분의 중점 [-6+2

2 , 1+5

2 ], 즉 {-2, 3}이 직선 y=ax+b 위의 점이므로 3=-2a+b yy ㉠

@ 두 점 {-6, 1}, {2, 5}를 지나는 직선과 직선 y=ax+b는 서로 수직이므로

5-1

2+6\a=-1 / a=-2 이를 ㉠에 대입하면 b=-1

Ⅲ-4. 도형의 이동 117 116 정답과 해설 | 개념편 |

278~280쪽

1 2 3 4 5 -3

6 -8 7 -1 8 9 10

11 12 13 14 15 8p-16 16 17 3`m, 25`m 18

1 점 {a, b}를 원점에 대하여 대칭이동한 점의 좌표는 {-a, -b}

이 점을 직선 y=x에 대하여 대칭이동한 점의 좌표는 {-b, -a}

이 점이 점 {1, 2}와 일치하므로

-b=1, -a=2 / a=-2, b=-1 / ab=2

2 점 P{-1, 3}을 x축에 대하여

O x

y y=x

R P

Q

3 3

-1 -3 -1

대칭이동한 점 Q의 좌표는

{-1, -3}

점 P{-1, 3}을 직선 y=x에 대하여 대칭이동한 점 R의 좌 표는

{3, -1}

/ sPQR=1

2\6\4=12

3 점 {3, 2}를 y축에 대하여 대칭이동하면 점 {-3, 2}로 옮겨지므로 직선 x-5y+2=0을 y축에 대하여 대칭이동 한 직선의 방정식은

-x-5y+2=0 / x+5y-2=0

4 직선 y=ax+b가 점 {2, 1}을 지나므로 1=2a+b yy ㉠

직선 y=ax+b를 y축에 대하여 대칭이동한 직선의 방정 식은

y=-ax+b

이 직선이 직선 3x-y+4=0, 즉 y=3x+4와 만나지 않 으려면 두 직선은 서로 평행해야 하므로

-a=3 / a=-3 이를 ㉠에 대입하면 b=7 / a+b=4

5 x@+y@-2x+6y+9=0을 변형하면 {x-1}@+{y+3}@=1

이 원을 직선 y=x에 대칭이동한 원의 방정식은 {x+3}@+{y-1}@=1

이 원의 중심의 좌표가 {-3, 1}이고 반지름의 길이가 1 이므로

a=-3, b=1, c=1 / abc=-3 6 y=x@+2x+a={x+1}@+a-1

이 포물선의 꼭짓점의 좌표가 {-1, a-1}이므로 이 점 을 x축의 방향으로 m만큼, y축의 방향으로 3만큼 평행이 동한 점의 좌표는

{-1+m, a-1+3} / {m-1, a+2}

이 점을 원점에 대하여 대칭이동한 점의 좌표는 {1-m, -a-2}

이 점이 점 {-2, 9}와 일치하므로 1-m=-2, -a-2=9 / m=3, a=-11 / a+m=-8 05-2 답 {x-5}@+{y-2}@=4

원 {x+2}@+{y+3}@=4의 중심 {-2, -3}을 직선 7x+5y-8=0에 대하여 대칭이동한 점을 {a, b}라 하자.

7x+5y-8=0

{-2, -3}

{a, b}

! 두 점 {-2, -3}, {a, b}를 이은 선분의 중점 [-2+a

2 , -3+b

2 ]가 직선 7x+5y-8=0 위의 점 이므로

7\-2+a

2 +5\-3+b 2 -8=0 / 7a+5b=45 yy ㉠

@ 두 점 {-2, -3}, {a, b}를 지나는 직선과 직선 7x+5y-8=0은 서로 수직이므로

b+3 a+2\[-7

5 ]=-1 / 5a-7b=11 yy ㉡ ㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=5, b=2

따라서 대칭이동한 원의 중심의 좌표가 {5, 2}이고 반지 름의 길이가 2이므로 구하는 원의 방정식은

{x-5}@+{y-2}@=4

Ⅲ-4. 도형의 이동 117 116 정답과 해설 | 개념편 |

7 원 {x+1}@+{y-k}@=10을 x축에 대하여 대칭이동한 원의 방정식은

{x+1}@+{-y-k}@=10 / {x+1}@+{y+k}@=10

직선 x-y+2=0이 이 원의 넓이를 이등분하려면 원의 중심 {-1, -k}를 지나야 하므로

-1+k+2=0 / k=-1

8 직선 x-2y=9를 직선 y=x에 대칭이동한 도형의 방정 식은

y-2x=9 / 2x-y+9=0

이 직선이 원 {x-3}@+{y+5}@=k에 접하려면 원의 중 심 {3, -5}와 직선 사이의 거리가 반지름의 길이 jk k와 와 같아야 하므로

|6+5+9|

12@+{-31}@3=jk k, 20=j5kk 400=5k / k=80 9 점 B{4, 4}를 x축에 대하여

O x

y

B'{4, -4}

B{4, 4}

A{1, 2}

P

대칭이동한 점을 B'이라 하면

B'{4, -4}

이때 BPZ=BX'PZ이므로 APZ+BPZ =APZ+BX'PZ

>AXB'Z

=1{4-1}@+{-4-32}@3

=3j5

따라서 APZ+BPZ의 최솟값은 3j5이다.

10 주어진 두 포물선의 방정식을 각각 변형하면 y={x-3}@+1, y=-{x-7}@-1

두 포물선이 점 P에 대하여 서로 대칭이므로 두 꼭짓점 {3, 1}, {7, -1}도 점 P에 대하여 서로 대칭이다.

즉, 점 P는 두 꼭짓점을 이은 선분의 중점이므로 P[3+7

2 , 1-1

2 ] / P{5, 0}

11 점 A{-2, 1}을 점 {3, 2}에 대하여 대칭이동한 점을 A'{a, b}라 하면 AXA'Z의 중점의 좌표가 {3, 2}이므로 -2+a

2 =3, 1+b 2 =2 / a=8, b=3

따라서 점 A'{8, 3}이고, 이 점을 y축에 대하여 대칭이동 한 점을 A"이라 하면 A"{-8, 3}

이때 직선 L은 두 점 A, A"을 지나므로 그 기울기는 3-1

-8+2=-1 3

12 원 {x-1}@+{y-1}@=4의 중심 {1, 1}을 직선 y=x-2 에 대하여 대칭이동한 점의 좌표를 {a, b}라 하자.

! 두 점 {1, 1}, {a, b}를 이은 선분의 중점 [1+a

2 , 1+b

2 ]가 직선 y=x-2 위의 점이므로 1+b

2 =1+a 2 -2 / a-b=4 yy ㉠

@ 두 점 {1, 1}, {a, b}를 지나는 직선과 직선 y=x-2 는 서로 수직이므로

b-1

a-1\1=-1 / a+b=2 yy ㉡

㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=3, b=-1

따라서 대칭이동한 원의 중심의 좌표가 {3, -1}이고 반 지름의 길이가 2이므로 구하는 원의 방정식은

{x-3}@+{y+1}@=4

13 ! 점 A{4, 1}을 직선 x-y+1=0에 대하여 대칭이동 한 점 C의 좌표를 {a, b}라 하면 ACZ의 중점 [4+a

2 , 1+b

2 ]가 직선 x-y+1=0 위의 점이므로 4+a

2 -1+b

2 +1=0 / a-b=-5 yy ㉠

또 직선 AC와 직선 y=x+1은 서로 수직이므로 b-1

a-4\1=-1 / a+b=5 yy ㉡ ㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=0, b=5 / C{0, 5}

@ 점 B{5, 1}을 직선 x-y+1=0에 대하여 대칭이동 한 점 D의 좌표를 {c, d}라 하면 BDZ의 중점 [5+c

2 , 1+d

2 ]가 직선 x-y+1=0 위의 점이므로 5+c

2 -1+d

2 +1=0 / c-d=-6 yy ㉢

또 직선 BD와 직선 y=x+1은 서로 수직이므로 d-1

c-5\1=-1 / c+d=6 yy ㉣ ㉢, ㉣을 연립하여 풀면 c=0, d=6 / D{0, 6}

Ⅲ-<중중중>. <중단원명> PB

15 원 {x-4}@+y@=16을 직선 y=x에 대하여 대칭이동한 원의 방정식은 APZ+BPZ =APZ+BX'PZ

>AXB'Z

직선 AB'의 방정식은

이때 점 P', Q'은 두 점 P{0, 6}, Q{15, 6}을 각각 직 선 y=10과 x축에 대하여 대칭이동한 점이므로 PX'Q'Z=115@+{-6-134}@3 =25{m}

따라서 최소 이동 거리는 25`m이다.