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06 이차방정식의 활용 문제편

문서에서 2019 일등급 수학 중3 상 답지 정답 (페이지 24-28)

58P

32

48

이차방정식 xÛ`+(a-2)x+4=0이 중근을 가지려면 주어진 식의 좌변이 완전제곱식이어야 한다.

{ a-22 }2`=4, a-2

2 =Ñ2, a=2Ñ4

∴ a=-2 또는 a=6

이 값을 두 근 a=-2, b=6으로 하고 이차항의 계수가 1인 이차방 정식은

(x-a)(x-b)=0, (x+2)(x-6)=0 xÛ`-4x-12=0 HjK xÛ`+bx+c=0

∴ b=-4, c=-12

∴ bc=(-4)_(-12)=48 [다른 풀이]

이차방정식 xÛ`+(a-2)x+4=0이 중근을 가지려면 (a-2)Û`-16=0, aÛ`-4a-12=0

(a+2)(a-6)=0 ∴ a=-2 또는 a=6 (이하 동일)

34

10

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합은 - ba , 두 근의 곱은 c

a 이다.

이때, xÛ`-ax+b=0의 두 근을 a, b라 하면 a+b=a, ab=b

문제의 조건에서 a+1, b+1이 이차방정식 xÛ`-bx+a=0의 두 근 이므로

b=(a+1)+(b+1)=a+b+2=a+2 (∵ a+b=a )

∴ b=a+2 y ㉠

a=(a+1)(b+1) =ab+a+b+1

=b+a+1 (∵ ab=b, a+b=a)

∴ b=-1 y ㉡

㉡을 ㉠에 대입하면 a=-3

∴ aÛ`+bÛ`=(-3)Û`+(-1)Û`=10

33

-2

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

이때, 이차방정식 xÛ`-3x+1=0의 두 근의 합과 곱이 각각 3, 1이 므로 이차방정식 2xÛ`+ax+b=0의 해는 3, 1이다.

또한, 이차방정식에서 두 근의 합과 곱을 각각 이용하면 3+1=- a2 , a

2 =-4 ∴ a=-8 3_1= b2 ∴ b=6

∴ a+b=-2

35

17

b, c가 유리수이고 한 근이 -1-'22 이므로 다른 한 근은 -1+'22 이다.

한편, 이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합은 - ba , 두 근의 곱은 c

a 이므로 4xÛ`+bx+c=0의 두 근을 a, b라 하면 a+b=- b4 , ab=c

4

(두 근의 합)= -1-'22 + -1+'22 =-1=- b4

∴ b=4

(두 근의 곱)={ -1-'22 }_{ -1+'22 }=- 14 =c 4

∴ c=-1

∴ bÛ`+cÛ`=4Û`+(-1)Û`=17

수정

[다른 풀이]

한 근이 x= -1-'22 이므로 2x=-1-'2, 2x+1=-'2 양변을 제곱하면

(2x+1)Û`=2, 4xÛ`+4x-1=0

이 식이 4xÛ`+bx+c=0과 같으므로 b=4, c=-1

∴ bÛ`+cÛ`=4Û`+(-1)Û`=17

36

a=2, b=1

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

xÛ`+ax+b=0의 두 근이 a, b이므로 두 근의 합과 곱은 각각 a+b=-a, ab=b y ㉠

한편, 2xÛ`-4x+a=0의 두 근이 ba , a b 이므로 ba +a

b =4

2 =2 y ㉡, b a _a

b =a 2 y ㉢

㉢에서 b a _a

b =1이므로 a=2

㉠, ㉡에서 ba +a

b =aÛ`+bÛ`

ab =(a+b)Û`-2ab

ab = aÛ`-2bb = 4-2bb =2 4-2b=2b ∴ b=1

37

2

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

xÛ`-2x-5=0의 두 근이 a, b이므로 두 근의 합은 a+b=2 한편, g(x)=f(x)+x-2라 하면

g(a)=f(a)+a-2=b+a-2=2-2=0 g(b)=f(b)+b-2=a+b-2=2-2=0 따라서 a, b는 방정식 g(x)=0의 두 근이므로 두 근의 합은 a+b=2

38

;4#;

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

주어진 방정식의 한 근을 a라 하면 다른 한 근은 a+1이므로 a+(a+1)=2 ∴ a=;2!; y ㉠

a(a+1)=k y ㉡

㉠을 ㉡에 대입하면 k=;2!;{;2!;+1}=;4#;

39

x=4 또는 x=-2

이차항의 계수가 a이고 두 근이 -2, 3인 이차방정식은 a(x+2)(x-3)=0, a(xÛ`-x-6)=0

axÛ`-ax-6a=0

위 식이 axÛ`+bx-12=0과 같으므로 -a=b, -6a=-12 ∴ a=2, b=-2 따라서 주어진 이차방정식은 xÛ`-2x-8=0에서 (x-4)(x+2)=0이므로 x=4 또는 x=-2

40

xÛ`-8x-1=0

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

방정식 xÛ`-3x-2=0의 두 근이 a, b이므로 a+b=3, ab=-2 이때, 2a+1, 2b+1을 두 근으로 하고 이차항의 계수가 1인 이차방 정식을 xÛ`+px+q=0이라 두면 이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대 하여 두 근의 합은 - ba , 두 근의 곱은 c

a 이므로

-p =(2a+1)+(2b+1)=2(a+b)+2=2_3+2=8

∴ p=-8

q =(2a+1)(2b+1)=4ab+2(a+b)+1

=4_(-2)+2_3+1=-1

∴ xÛ`-8x-1=0

41

-4

xÛ`+(m+2)x+12=0의 두 근의 차가 1이므로 두 근을 a, a+1이라 하면

(x-a){x-(a+1)}=0에서 xÛ`-(2a+1)x+a(a+1)=0 두 방정식의 상수항을 비교하면

a(a+1)=12, aÛ`+a-12=0

(a-3)(a+4)=0 ∴ a=3 또는 a=-4 Ú a=3일 때, 3Û`+3(m+2)+12=0

3m=-27 ∴ m=-9

Û a=-4일 때, (-4)Û`-4(m+2)+12=0 4m=20 ∴ m=5

Ú, Û에 의하여 m의 값의 합은 -9+5=-4 [다른 풀이]

xÛ`+(m+2)x+12=0에 근의 공식을 적용하면 x= -(m+2)Ñ"Ã(m+2)Û`-482

두 근의 차가 1이므로 -(m+2)+"Ã(m+2)Û`-48

2 - -(m+2)-"Ã(m+2)Û`-482 =1

"Ã(m+2)Û`-48=1, (m+2)Û`=49, m+2=Ñ7

∴ m=-9 또는 m=5

따라서 m의 값의 합은 -9+5=-4

이차 방정식의

활용

06

42

m=1 또는 m=4

xÛ`-(m+2)x+2m=0, (x-2)(x-m)=0 에서 두 근은 x=2 또는 x=m이므로

Ú m`:`2=1`:`2일 때, m=1 Û 2`:`m=1`:`2일 때, m=4 Ú, Û에 의하여 m=1 또는 m=4 [다른 풀이]

xÛ`-(m+2)x+2m=0의 두 근을 a, 2a로 놓으면 이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합은 - ba , 두 근의 곱은 c

a 이므로

a+2a=m+2, a= m+23 y ㉠ a_2a=2m, aÛ`=m y ㉡

㉠, ㉡을 연립하여 a를 소거하면 { m+23 }2`=m, mÛ`-5m+4=0 (m-1)(m-4)=0

∴ m=1 또는 m=4

43

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

xÛ`+x+2=0의 두 근이 a, b이므로 두 근의 합과 곱은 각각 a+b=-1, ab=2 y ㉠

한편, 1 a , 1

b 을 두 근으로 하는 이차항의 계수가 1인 이차방정식은 {x- 1a }{x-1

b }=0, xÛ`-{1 a +1

b }x+1 a _1

b =0 xÛ`- a+bab x+ 1

ab =0, xÛ`+;2!;x+;2!;=0 (∵ ㉠)

∴ 2xÛ`+x+1=0

44

x=;2!; 또는 x=;3!;

이차방정식 axÛ`+bx+c=0의 해가 x=2 또는 x=3이므로 axÛ`+bx+c=0, a(x-2)(x-3)=0

axÛ`-5ax+6a=0 ∴ b=-5a, c=6a 이를 cxÛ`+bx+a=0에 대입하면 6axÛ`-5ax+a=0 a(6xÛ`-5x+1)=0, a(2x-1)(3x-1)=0

∴ x=;2!; 또는 x=;3!;

45

19

주어진 식의 작은 근을 a라 하면 큰 근은 a+1이다.

이때, 두 근의 제곱의 차가 11이므로 (a+1)Û`-aÛ`=11, 2a+1=11 ∴ a=5

즉, 이차방정식 xÛ`+px+q=0의 두 근은 x=5 또는 x=6이다.

46

x=;2#; 또는 x=2

이차항의 계수가 2이고 두 근이 6과 ;2!;인 이차방정식은 2(x-6){x-;2!;}=0, 2xÛ`-13x+6=0

이 식은 원래의 이차방정식과 일차항의 계수만 다르므로 원래의 이 차방정식의 상수항은 6이다.

또한, 이차항의 계수가 2이고 두 근이 4와 -;2!;인 이차방정식은 2(x-4){x+;2!;}=0, 2xÛ`-7x-4=0

이 식은 원래의 이차방정식과 상수항만 다르므로 원래의 이차방정식 의 일차항의 계수는 -7이다.

따라서 처음 이차방정식은 2xÛ`-7x+6=0이므로 2xÛ`-7x+6=0, (2x-3)(x-2)=0

∴ x=;2#; 또는 x=2

따라서 이차항의 계수가 1이고 두 근이 5와 6인 이차방정식은 (x-5)(x-6)=0, xÛ`-11x+30=0

∴ p=-11, q=30

∴ p+q=19 [다른 풀이]

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합은 - ba , 두 근의 곱은 c

a 이므로 -p=5+6 ∴ p=-11

∴ q=5_6=30 ∴ p+q=19

47

6초 후

x초 후에 APÓ=x(cm), BQÓ=2x(cm)이므로 PBÓ=(12-x)`cm

△PBQ=;2!;_2x_(12-x)=36

xÛ`-12x+36=0, (x-6)Û`=0 ∴ x=6(초) 따라서 6초 후에 삼각형 PBQ의 넓이가 36`cmÛ`가 된다.

48

1+2'§5

삼각형 ADC와 삼각형 BCD는 이등변삼각형이므로 BCÓ=CDÓ=ADÓ=1

ABÓ=x라 하면 DBÓ=x-1이고,

삼각형 ABC와 삼각형 CBD는 닮음 ( AA 닮음)이므로 ABÓ`:`CBÓ=BCÓ`:`BDÓ에서

x`:`1=1`:`(x-1), xÛ`-x-1=0

∴ x= 1+'52 (∵ x>0 )

49

5초 후

xÛ`+8x-180=0, (x-10)(x+18)=0

∴ x=10 (∵ x>0 )

또한, △ABC»△QPC이고, BCÓ`:`PCÓ=10`:`(10-x)이므로

△ABC`:`△QPC=10Û``:`(10-x)Û`

∴ △QPC= (10-x)Û`10Û` _△ABC=;2!;(10-x)Û` y ㉡ 이때, △ABC=△RBP+△QPC+ARPQ이므로 ㉠, ㉡에서 50=;2!;xÛ`+;2!;(10-x)Û`+16

(100-2x+3x)_;10$0;=(100-2x)_ 100 (100+x)_;10$0;=(100-2x)_ 100-x1000

40(100+x)=(100-x)(100-2x), 2xÛ`-340x+6000=0 xÛ`-170x+3000=0, (x-20)(x-150)=0

∴ x=20 (∵ x<100 )

53

4개

<x>Û`+2<x>-15=0, (<x>-3)(<x>+5)=0

∴ <x>=3 또는 <x>=-5 ⓐ

65 =(1+5t)(1-2t), 6=5(1+5t)(1-2t)

50tÛ`-15t+1=0, (5t-1)(10t-1)=0 { x100 -1}{ x

50 -1}=0, (x-100)(x-50)=0 ∴ x=50 (∵ 0<x<100)

55

95

이차방정식 axÛ`+bx+c=0에 대하여 두 근의 합과 곱은 각각 - ba , c

a 이다.

xÛ`-ax+b=0의 작은 근을 n이라 하면 큰 근은 n+4이고, xÛ`-ax+b=0에서 두 근의 합은 a, 두 근의 곱은 b이므로 n+(n+4)=a, 2n+4=a

n(n+4)=b

한편, a=2n+4는 두 근의 합이고 20 이하인 3의 배수이므로 n=1, 4, 7이 가능하고, b=n(n+4)가 7의 배수이므로 n=7만이 가능하다.

따라서 a=2n+4=2_7+4=18, b=n(n+4)=7_11=77

∴ a+b=18+77=95

56

P(6, 9)

일차함수 y=x+3의 그래프 위의 한 점 P의 x좌표를 a라 하면 y좌 표는 a+3이므로 P(a, a+3)이다.

이때, OQÓ=a, PQÓ=a+3이므로 △POQ=;2!;a(a+3) y ㉠ 또, 점 P에서 y축에 내린 수선의 발을

H라 하면 PHÓ=OQÓ=a이고, 직선 y=x+3의 y절편은 3이므로 ORÓ=3이다.

∴ △PRO=;2!;_3_a=;2#;a y ㉡ 이때, △POQ`:`△PRO=3`:`1이므로

;2!;a(a+3)=3_;2#;a (∵ ㉠, ㉡)

aÛ`-6a=0, a(a-6)=0 ∴ a=6 (∵ a>0 ) 따라서 점 P의 좌표는 P(6, 9)이다.

R

H P(a,`a+3)

O Q x

y y=x+3

01

2

xÛ`-5x+3=0에 x=a를 대입하면 aÛ`-5a+3=0에서 aÛ`-5a=-3 2xÛ`+4x-1=0에 x=b를 대입하면 2bÛ`+4b-1=0에서 2bÛ`+4b=1

∴ 2aÛ`+2bÛ`-10a+4b+7 =2(aÛ`-5a)+(2bÛ`+4b)+7

=2_(-3)+1+7=2

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