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02 선분의 내분점과 외분점

1

91~94쪽

1 8j2 2 3 {11, -4}

4 {-14, 27} 5 49<t<56 6 7 8 9 10 [4

3 , 2], [-4 3 , 6] 11 172 12 4j5 13 4 14

15 C{10, 0}, D{5, 4} 16 8, 16 17 [3

2 , -3

2 ] 18 103 j2 19 1 20 21 [1

2 , 5

2 ] 22 2 23 {8, -6}

24 ③ 25 8x+6y-29=0 26

1

선분 AB를 3`:`2로 내분하는 점 P의 좌표는 [3\3+2\{-2}

3+2 , 3\6+2\1 3+2 ] / {1, 4}

선분 AB를 1`:`2로 외분하는 점 Q의 좌표는 [1\3-2\{-2}

1-2 , 1\6-2\1 1-2 ] / {-7, -4}

/ PQZ=1{-7-1}@+3{-4-4}@3=8j2

2

선분 AB를 4`:`3으로 내분하는 점 P의 좌표는 [4\5+3\{-2}

4+3 , 4\8+3\1 4+3 ] / {2, 5}

선분 AB를 4`:`3으로 외분하는 점 Q의 좌표는 [4\5-3\{-2}

4-3 , 4\8-3\1 4-3 ] / {26, 29}

따라서 선분 PQ의 중점의 좌표는 [2+26

2 , 5+29

2 ] / {14, 17}

즉, a=14, b=17이므로 b-a=3

3

선분 AB를 2`:`1로 내분하는 점의 좌표가 {0, 0}이므로 2\{b+1}+1\2

2+1 =0, 2\{-1}+1\{a+1}

2+1 =0

/ a=1, b=-2

따라서 B{-1, -1}, C{3, -2}이므로 선분 BC를 3`:`2로 외분하는 점의 좌표는

[3\3-2\{-1}

3-2 , 3\{-2}-2\{-1}

3-2 ]

/ {11, -4}

19

sABC의 세 꼭짓점을 A{a, b}, B{0, 0}, C{3c, 0}이 라 하면 M{ c , 0}, N{2c, 0}이므로

ABZ @+ACZ @ ={a@+b@}+9{3c-a}@+{-b}@0

={a@+b@}+{9c@-6ac+a@+b@}

= 2a@+2b@+9c@-6ac

AMZ @+ANZ @+4 MNZ @

=9{c-a}@+{-b}@0+9{2c-a}@+{-b}@0

+4{2c-c}@

={c@-2ac+a@+b@}+{4c@-4ac+a@+b@}+4c@

= 2a@+2b@+9c@-6ac

/ ABZ @+ACZ @=AMZ @+ANZ @+4 MNZ @

20

오른쪽 그림과 같이 직선 BC y

O B x

C A P{x, y} D b

a 를 x축으로 하고, 점 B를 지나

고 직선 BC에 수직인 직선을 y축으로 하는 좌표평면을 잡 으면 점 B는 원점이 된다.

A{0, b}, C{a, 0}, D{a, b}라 하고 점 P의 좌표를 {x, y}라 하면

PAZ @+PCZ @=9x@+{y-b}@0+9{x-a}@+y@0 PBZ @+PDZ @ ={x@+y@}+9{x-a}@+{y-b}@0

=9x@+{y-b}@0+9{x-a}@+y@0 / PAZ @+PCZ @=PBZ @+PDZ @

4

선분 AB를 3`:`b로 내분하는 점의 좌표가 {-1, 1}이므로 3\a+b\{-4}

3+b =-1, 3\{-3}+b\7

3+b =1

3a-4b=-3-b, -9+7b=3+b / a=1, b=2

따라서 B{1, -3}이므로 선분 AB를 2`:`3으로 외분하는 점의 좌표는

[2\1-3\{-4}

2-3 , 2\{-3}-3\7

2-3 ]

/ {-14, 27}

5

t>0, 1-t>0이므로 0<t<1 yy ㉠ 선분 AB를 t`:`{1-t}로 내분하는 점의 좌표는 [t\5+{1-t}\{-4}

t+{1-t} , t\{-1}+{1-t}\5 t+{1-t} ] / {9t-4, -6t+5}

이 점이 제1사분면 위에 있으므로

6k+6=5k+15+4{k-3} / k=1

8

2ABZ=BCZ이므로 ABZ`:`BCZ=1`:`2 점 C는 선분 AB를 3`:`2로

9

ABZ=3ACZ이므로 ABZ`:`ACZ=3`:`1 점 B는 선분 AC를 3`:`4로

10

2ABZ=3BCZ이므로 ABZ`:`BCZ=3`:`2 ! 점 C가 선분 AB 위에 있을 때

11

삼각형 OAP의 넓이가 삼각형 OBP의 넓이의 3배이므로 APZ`:`BPZ=3`:`1

12

삼각형 OAP의 넓이가 삼각형 OBP의 넓이의 2배이므로 P1P2Z=1{7+1}@+{6-2}@3=4j5

13

sABP에서 APZ|DCZ이므로 ABZ`:`ADZ=PBZ`:`PCZ

이때 ABZ=1{-3-2}@+3{-7-5}@3=13, ADZ=ACZ=1{6-2}@+3{2-5}@3=5이므로 PBZ`:`PCZ=13`:`5

따라서 점 P는 선분 BC를 13`:`5로 외분하는 점이므로 점 P의 좌표는

ABZ`:`ADZ=ACZ`:`AEZ=BCZ`:`DEZ

14

D{a, b}라 하면 ACZ의 중점과 BDZ의 중점이 일치하므로

15

C{a, b}, D{c, d}라 하면 두 대각선 AC, BD의 교점은 ACZ, BDZ 각각의 중점과 일치한다.

ACZ의 중점의 좌표는 [-2+a 또 ABZ=BCZ에서 ABZ @=BCZ @이므로 {4-a}@+{6-2}@={8-4}@+{4-6}@

a@-8a+12=0, {a-2}{a-6}=0 / a=2 또는 a=6

이를 ㉠에 대입하면

a=2일 때 b=6, a=6일 때 b=10 / a+b=8 또는 a+b=16

17

ADZ가 CA의 이등분선이므로 ABZ`:`ACZ=BDZ`:`CDZ ABZ=1{-5}@+3{-8-4}@3=13,

ACZ=14@+{1-4}@3=5이므로 BDZ`:`CDZ=13`:`5 따라서 점 D는 선분 BC를 13`:`5로 내분하는 점이므로

점 D의 좌표는

18

ADZ가 CA의 이등분선이므로 ABZ`:`ACZ=BDZ`:`CDZ ABZ=18@+{-6}@3=10, ACZ=13@+4@3=5이므로 BDZ`:`CDZ=10`:`5=2`:`1

따라서 점 D는 선분 BC를 2`:`1로 내분하는 점이므로 점

19

sABD`:`sACD=m`:`n에서 BDZ`:`CDZ=m`:`n 한편 ADZ는 CA의 이등분선이므로

ABZ`:`ACZ=BDZ`:`CDZ

ABZ=1{-4-2}@+3{-4-4}@3=10, ACZ=1{5-2}@3+{-4}@3=5이므로 BDZ`:`CDZ=10`:`5=2`:`1

따라서 m=2, n=1이므로 m-n=1

20

4+a+b+53 =4, -5+b-2-a+1

3 =1이므로

a+b=3, a-b=-9

두 식을 연립하여 풀면 a=-3, b=6 / ab=-18

21

B{a, b}, C{c, d}라 하면 -4+a+c

3 =-1, 1+b+d 3 =2 a+c=1, b+d=5

/ a+c 2 =1

2 , b+d

2 =5 2 따라서 BCZ의 중점의 좌표는 [1

2 , 5 2 ]이다.

22

sPQR의 무게중심은 sABC의 무게중심과 일치하므로 무게중심 G의 좌표는

[2+3-1

3 , 0+5+1

3 ] / [4 3 , 2] 따라서 a=4

3 , b=2이므로 3a-b=3\4

3-2=2

23

B{a, b}라 하면 ㈎, ㈏에 의하여

7+a

2 =2, 5+b

2 =0 / a=-3, b=-5 / B{-3, -5}

C{c, d}라 하면 ㈐에 의하여 7-3+c

3 =4, 5-5+d

3 =-2 / c=8, d=-6 따라서 점 C의 좌표는 {8, -6}이다.

24

P{x, y}라 하면 APZ @-BPZ @=2이므로 {x-1}@+y@-9{x-2}@+{y-3}@0=2 x@-2x+1+y @-{x@-4x+4+y@-6y+9}=2 2x+6y-14=0 / x+3y-7=0

25

P{x, y}라 하면 APZ=BPZ에서 APZ @=BPZ @이므로 {x+1}@+{y-2}@={x-3}@+{y-5}@

x@+2x+1+y@-4y+4=x@-6x+9+y@-10y+25 / 8x+6y-29=0

26

P{a, b}라 하면 점 P는 직선 y=-3x-2 위의 점이므로 b=-3a-2 yy ㉠

Q{x, y}라 하면 점 Q는 APZ의 중점이므로 x=0+a

2 , y=4+b

2 / a=2x, b=2y-4 이를 ㉠에 대입하면

2y-4=-3\2x-2 / 3x+y-1=0 따라서 a=3, b=-1이므로 a+b=2

97~100쪽

1 y=-2x+7 2 3 5 4 y=x+5 5 6 7 y=2

3 x-1

3 8 9 x4+y2=1 10 x2-y4=1 11 6 12 13 14 15 y=7

2 x-7 16 17 y=5

6 x 18 45 19 20 제2사분면, 제4사분면 21 제1사분면 22 -5 23 j5 24 25 {-12, -3}

26 27 28 0<k<1

1

두 점 {3, -1}, {1, 7}을 이은 선분의 중점의 좌표는 [3+1

2 , -1+7

2 ] / {2, 3}

따라서 점 {2, 3}을 지나고 기울기가 -2인 직선의 방정 식은

y-3=-2{x-2} / y=-2x+7

96쪽

1 ⑴ y=-2x+3 ⑵ y=x+4 ⑶ y= 12x-5 2

2 ⑴ y=2x+2 ⑵ y= 13x+5

3 ⑶ y=x+2

3 ⑴ x4-y

5=1 ⑵ - x6+y

3=1 ⑶ x3+y 2=1 4 ⑴ y=1 ⑵ x=-1 ⑶ x=3 ⑷ y=2

5 y

x 3

-2 3

O 2#

6 ⑴ 제1사분면, 제2사분면, 제4사분면

⑵ 제1사분면, 제4사분면

⑶ 제1사분면, 제2사분면, 제3사분면