KASIT 수학문제연구회 학생들이 출제한 수리 논술 문제입니다. 문제를 잘 풀어준 학생을 뽑아 수학문제연구회 학생들이 직접 답안을 첨삭해줄 예정입니다. 문제를 풀어 보세요!
어은동산을 선책하던 성연이는 수상한 종이 한 장을 발견한다. 알고 보니 보물지도가 아닌가! 보물지도는 다음과 같다.
보물은 중앙로와 본관 앞길 도로에서 같은 거리만큼 떨어져 있으며 까리용에서 1000m만큼 떨어진 곳에 묻혀있다.
성연이는 고민하다 잘 풀리지 않아 수학문제연구회 친구들과 함께 보물을 찾아보기로 했다. 친구들이 파야 할 장소는 몇 군데일까? 단, 중앙로와 본관 앞길 도로 모두 직선이라 가정한다.
죄송합니다, 4군데는 아닌것같군요.
도로 2개의 교차점에 원의 중심을 잡고 원을 그립니다.
그러면 반지름의 길이가 정해지지 않았으므로, 수없이 많이 나오게 되겠죠?
그리고 까리용에도 원의 중심을 잡아 원을 그립니다.
1000m가 어디인지 모르기때문에 두 원의 반지름을 아무렇게 잡아주면 두 원의 교차점은 최대로 2군데가 나오기때문에 파야할 곳은 2군데가 나옵니다.
오류 지적 감사합니다.
제 생각은 좀 다릅니다. 직선 2개가 교차하는 점에 원을 그린다고 꼭 두 직선에서의 거리가 똑같다고 보기는 힘들 것 같습니다. 제대로 본다면,
이런 꼴이 더 정확하겠지요(그림이 좀 허접하긴 한데, 빨간 점에서 원들 사이로 그은 직선은 두 원의 교점을 지나고, 두 원의 반지름은 같습니다). 거의 각이등분선에 가깝습니다.
그렇게 되면 빨간 점에서 그을 수 있는 직선 개수는 총합 2개가 됩니다. 이를 참고해봅시다.
1) 까리용과 까리용과 가장 거리가 최단인 직선의 한 부분의 거리가 1000m가 넘을 경우:
두 도로가 이루는 각에 따라서 아예 안 접할수도 있을 것이고, 최대 2군데에서 접하게 될 것입니다.
2) 딱 맞닿는 경우:
무조건 2군데에서 만납니다.
3) 1000m을 넘을 경우:
최소 2곳, 최대한 4군데에서 만나게 됩니다.
그림을 그려서 보여드리려고 했는데 시간이 없네요. 나중에 보여드리겠습니다. 저도 틀린것이 있을 것 같으니 오류 지적 환영합니다.
제네릭/// 거의 각 이등분선이 아니라 그냥 각 이등분선이어야 두 도로 에서의 거리가 똑같다고 할 수 있습니다.
1에서 도로와 까리용의 거리가 1000m 가 넘는데 2군데에서 접한다는 부분이 이해가 안갑니다.....
밑에 그림에서 검은직선은 도로, 파란직선은 도로의 각 이등분선 , 점F는 까리용 입니다.
파란직선상의 모든 점은 두 도로에서 같은 거리에 있습니다. 그러므로 까리용에서 반지름이 1000m인 원을 그려 파란직선과 만나는 교점을 파면 보물을 찾을 수 있습니다.
저 지도에서 1000m가 어느정도인지 모르니 모든 경우를 따져 봅시다. 먼저 까리용이 각 이등분선위에 있지 않을 때(그림 상으로는 아무리 봐도 각 이등분선위에 있지 않긴하지만)
1)원이 어느 파란 직선과도 만나지 않는 경우보물이 있는 곳이 없습니다. 보물지도가 가짜입니다.
2)한 직선과 접할경우한 곳만 파보면 되겠네요
3)한 직선과 두 점에서 만날경우2곳을 파면 됩니다.
4)한 직선과 두 점에서 만나고 다른 한 직선과 접할 경우3곳
5)두 직선과 각각 두점에서 만나는 경우(약간 다른 두가지경우가 있습니다.
4곳
6)원이 두직선의 교점을 지날 경우3곳
모든 경우를 한번에 나타내면
이렇게 됩니다.
정리하면 까리용을 중심으로 한 원과 두 도로의 각 이등분선이 만나지 않을 때 교점이 0개
한 직선과 접할 때 1개, 그 보다 원이 커지면 2,3,4개 까지 늘어나다가 원이 직선의 교점을 지날 때 3개 그 이후로는 계속 4개 입니다.
비슷한 원리로 까리용이 각 이등분선 위에 있을 때 원과 각 이등분선의 교점이 0개,2개,4개가 됩니다.
그렇군요. 제가 잘못 생각했습니다. 직선 도로 자체와 맞닿는 점 개수를 구해버렸네요.
저는 6군데 같습니다. 왜냐하면 좌표로 생각해보았을때 중앙로와 본관 앞길 도로에서 같은 거리에 있는 지점을 연결한 직선이 까리용에서 반지름1000미터로 그린 원과 만나는 지점을 생각 해 보면 1사분면과 2사분면에서는 1개씩 만날 수 있고 3사분면과 4사분면에서는 각각2개씩 만날 수 있기 때문입니다.