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곰쌤수학

곰쌤수학

중3수학 – 유형 – 12249274 – 15번

Bygommath

3월 31, 2025
수직선 위 좌표 찾기 문제 풀이

📘 문제 이해 및 풀이 전략

이 문제는 수직선 위에 그려진 한 변의 길이가 1인 정사각형과 컴퍼스를 이용해 만든 호를 보고, 특정 점(A, B, C, D, E)의 좌표를 찾는 문제입니다. 핵심은 정사각형의 대각선 길이를 구하고, 이 길이를 반지름으로 하여 각 점의 기준점(호의 중심)으로부터의 위치를 계산하는 것입니다.

  • 정사각형 대각선 길이 계산: 한 변의 길이가 1인 정사각형의 대각선 길이를 피타고라스 정리를 이용하여 구합니다. 이 길이가 컴퍼스 호의 반지름이 됩니다.
  • 각 점의 기준점(중심) 확인: 점 A, B, C, D, E 각각에 해당하는 호가 어떤 정수 좌표에서 시작되었는지(컴퍼스의 중심점) 그림을 통해 파악합니다.
  • 좌표 계산: 각 점의 좌표는 ‘기준점(중심)의 좌표 ± 대각선 길이(반지름)’로 계산됩니다. 호가 기준점에서 왼쪽으로 그려졌으면 빼고, 오른쪽으로 그려졌으면 더합니다.
  • 보기와 비교: 계산된 각 점의 좌표와 보기의 좌표를 비교하여 옳은 것을 찾습니다.

피타고라스 정리:

직각삼각형에서 빗변의 길이를 c, 다른 두 변의 길이를 a,b라고 할 때,

a2+b2=c2

한 변의 길이가 1인 정사각형의 대각선 길이(d):

12+12=d2d2=2d=2

따라서, 컴퍼스 호의 반지름 길이는 2 입니다.

✅ 단계별 풀이 과정

Step 1: 정사각형 대각선 길이 계산

문제에서 주어진 정사각형은 높이(즉, 한 변의 길이)가 1입니다.

피타고라스 정리를 이용하여 대각선의 길이를 d라고 하면,

12+12=d2

2=d2

따라서 대각선의 길이는 d=2 입니다. 이 길이가 수직선 위에서 그려진 호의 반지름 길이가 됩니다.

Step 2: 점 A의 좌표 계산

점 A를 만드는 호는 수직선 위의 점 2를 중심으로 하여 왼쪽으로 그려졌습니다.

따라서 점 A의 좌표는 기준점 2에서 반지름 2만큼 왼쪽으로 이동한 위치입니다.

A=(중심)(반지름)=22

보기 ① A(3+2)와 다릅니다.

Step 3: 점 B의 좌표 계산

점 B를 만드는 호는 수직선 위의 점 1을 중심으로 하여 왼쪽으로 그려졌습니다.

따라서 점 B의 좌표는 기준점 1에서 반지름 2만큼 왼쪽으로 이동한 위치입니다.

B=(중심)(반지름)=12

보기 ② B(2+2)와 다릅니다.

Step 4: 점 C의 좌표 계산

점 C를 만드는 호는 수직선 위의 점 3을 중심으로 하여 오른쪽으로 그려졌습니다.

따라서 점 C의 좌표는 기준점 3에서 반지름 2만큼 오른쪽으로 이동한 위치입니다.

C=(중심)+(반지름)=3+2

보기 ③ C(2+2)와 다릅니다.

Step 5: 점 D의 좌표 계산

점 D를 만드는 호는 수직선 위의 점 1을 중심으로 하여 왼쪽으로 그려졌습니다.

따라서 점 D의 좌표는 기준점 1에서 반지름 2만큼 왼쪽으로 이동한 위치입니다.

D=(중심)(반지름)=12

보기 ④ D(12)와 일치합니다.

Step 6: 점 E의 좌표 계산

점 E를 만드는 호는 수직선 위의 점 0을 중심으로 하여 오른쪽으로 그려졌습니다.

따라서 점 E의 좌표는 기준점 0에서 반지름 2만큼 오른쪽으로 이동한 위치입니다.

E=(중심)+(반지름)=0+2=2

보기 ⑤ E(21)과 다릅니다.

Step 7: 최종 결론

각 점의 좌표를 계산하여 보기와 비교한 결과, 점 D의 좌표를 올바르게 나타낸 것은 보기 ④입니다.

🧠 마무리 개념 정리

이 문제는 수직선 위에서 무리수 좌표를 찾는 방법을 시각적으로 보여주는 대표적인 예시입니다. 핵심 개념은 다음과 같습니다.

  • 한 변의 길이가 1인 정사각형의 대각선 길이: 피타고라스 정리에 의해 12+12=2 입니다. 이 길이는 작도에서 반지름으로 사용됩니다.
  • 컴퍼스를 이용한 작도와 좌표: 수직선 위의 한 점(p)을 중심으로 하고 반지름이 r인 원을 그려 수직선과 만나는 점의 좌표는 p+r (오른쪽) 또는 pr (왼쪽)이 됩니다.
  • 좌표 계산: 그림에서 각 호의 중심점(기준점)이 어느 정수 좌표인지 정확히 파악하고, 호가 그려진 방향(왼쪽 또는 오른쪽)에 따라 반지름(2)을 빼거나 더하여 최종 좌표를 구합니다.

그림을 정확히 해석하여 각 호의 중심점과 방향을 파악하는 것이 중요합니다.

✅ 최종 정답

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