직선의 방정식(3) 한점을 지나고 평행한 직선




한점을 지나고 평행한 직선
point-slope form of a line equation


"원점을 잡고 지나는 점까지
평행이동시키세요"
" grab & drag the line
from (0, 0) to the point "







일차함수의 그래프는 중고등 수학 전과정에서 다양하게 활용되는 매우 중요한 단원입니다.

문과 고등학생 중에도 직선의 그래프도 제대로 못 그려서 쩔쩔매는 경우를 자주 봅니다수학실력의 차이는함수와 그래프에서 비롯된다고 할 정도로 중요하니기초부터 확실하게 다져 두기 바랍니다.

문과라 하더라도고등과정의 다항함수의 미적분까지 공부하는 데 꼭 필요한 중요한 개념이니까 확실하게 이해해 두기 바랍니다.




               





기울기를 알고 한 점을 지나는 직선의 방정식을 구하는 방법에는 대표적으로 가지가 있습니다.


앞에서 배웠던 y ax 를 활용하는 방법이 가장 기초적이고 기본적인 방법이라면, 한 단계 높은 수준으로, 평행이동의 개념을 이용한 y – β (x – α의 방법이 있습니다.


어느 정도 실력이 갖추어진 학생이라면두 번째의 평행이동을 이용한 방법을 사용하는 것이 응용력의 향상에 도움이 됩니다그러면 하나씩 구체적으로 알아 보도록 할까요?





[ A ] 표준적인 ax 를 활용하는 방법 (slope-intercept form)


예를 들어기울기가 2 이고 점 (1, 4) 를 지나는 직선의 방정식은 어떻게 구할 수 있을까요?



(1) 앞에서 배웠던 대로직선의 방정식은 = (기울기) * + (절편라고 세우는 것이 가장 기초적인 표준 방법이라고 했었지요그런데기울기가 2 라고 했으니까우선 = 2라고 놓을 수 있습니다.


(2) 이 직선이 (1, 4) 를 지난다고 했으니까점의 좌표인 과 좌표인 4 를 각각 직선식의 x 좌표와 y 좌표의 자리에 대입하면 만족시켜야 합니다.


(3) 이제직선식에 이를 대입해서 b 값을 구하면,


4 = 2 * 1 + b

= 2

  = 2+ 2






[ B ] 평행이동 y – β (x – α를 활용하는 방법 (point-slope form)


이번에는평행 이동의 개념을 활용해서 직선의 방정식을 구하는 방법에 대해서 알아 보도록 합니다.

예를 들어y = (1 / 2)  평행하면서  = (2, 3)  지나는 직선의 방정식을 구해 보도록 할까요?


아래의 그림에서 보듯이 두 직선은 평행하니까우리가 식을 구하려는 파란색의 직선은

(1) 검은색의 직선 = (1 / 2) 위의 원점을 잡은 다음,

(2) 빨간색 점선을 따라 점 = (2, 3) 까지 평행이동을 시킨 것이라고 생각해도 되겠지요?


바로 이 원리를 이용하면아주 쉽게 파란색 직선의 방정식을 구해 낼 수 있습니다.





위에서 설명한 대로파란색의 직선은 검은색 직선 위의 원점 (0, 0) 을 빨간 점선을 따라오른쪽으로 만큼 그리고 동시에 위로 3 만큼 평행이동 것이니까검은색 직선의 식에서대신에 – 2 대신에 – 3 을 동시에  ) 대입하면 됩니다.



– 3(1 / 2) (– 2)

(1 / 2) – (1 / 2) * 2 + 3

  y = (1 / 2) + 2





이 평행이동을 활용한 방법은 중요하니까문자를 써서 정리해 볼까요?



기울기가 이고 (αβ 지나는 직선의 방정식은
y – β = m (– α)

  y = m (– α+ β 






공식도 정리했으니까확인 문제를 한 번 풀어 볼까요?




직선 y = (1 / 3)  수직이면서 (– 2, 8)  지나는 직선의 방정식을 구하여라. 




(1) 수직인 두 직선의 기울기는 서로 곱하면 – 1 이 된다는 것은 잘 알고 있겠지요따라서구하는 직선의 기울기는 – 3 이 됩니다.


(2) 이제기울기 = – 3 을 알아 냈고점 (– 2, 8) 을 지난다고 했으니까위에서 배운 공식을 그대로 적용하면,


– 8 – 3(– (– 2))

– 8 – 3+ 3 * (– 2)

 – 3– 6 + 8


  y = – 3+ 2





삼각형의 닮음(15) 삼각형 내각의 이등분선 정리




삼각형 내각의 이등분선 정리
interior angle bisector theorem


"평행선과 닮음이 이렇게도 활용되네요!"
" we can apply parallel lines & similarity to prove this! "







삼각형 내각의 이등분선 그리고 외각의 이등분선 정리들과 그 증명 과정들은 중학과정의 도형기하 단원뿐만 아니라, 고등학교 및 대입수능 시험에서 복합유형의 응용문제 형태로 자주 등장하는 매우 중요한 내용입니다.

단순히 그 결과를 기억해 두고 사용하는 것도 중요하지만, 평행선의 성질과 닮음을 활용하는 그 증명과정들도 매우 중요하니, 확실하게 공부해 두기 바랍니다.


내각의 이등분선과 외각의 이등분선 정리를 별도로 꼼꼼하고 아주 쉽게  설명할 예정이니철저히 이해하고 응용력을 키워 두기 바랍니다.







               







삼각형 내각의 이등분선 정리는 아래 그림과 같이 삼각형의 내각의 하나인 꼭지각 A  이등분한 선이 밑변 BC 와 만난 교점을 D 라 할 때, 다음 변들의 길이의 비가 서로 같다는 정리입니다.

AB : AC = BD : DC








왜 그럴까요?




다음 그림과 같이, 점 C 를 지나 내각의 이등분선인 AD 와 평행한 직선을 그어, 변 AB 의 연장선과 만나는 점을 E 라고 해 볼까요?




위 그림에 빨간색 점들로 표시된 것과 같이 여러 각들의 크기가 서로 같네요?


초록색으로 표시된 두 평행선의 동위각이니까,

BAD = AEC


또, 초록색으로 표시된 두 평행선의 엇각이니까,

DAC = ACE






이제, 숨어 있던 이등변삼각형이 잘 보이시나요?




바로 ΔACE 가, 변 AC = 변 AE 인 등변을 갖는 이등변삼각형이지요.

즉, 내각의 이등분선 정리의 좌변인 AB : AC = AB : AE 와 같은 비례값이라는 것이지요.




이번에는, 초록색 평행선으로 이루어진 서로 닮은 두 삼각형을 살펴 볼까요?





ΔBDA 와  ΔBCE 는 는 공통이고, 평행선의 동위각으로 BAD = AEC 이니까, 두 삼각형은 서로 AA 닮음이 됩니다.


여기서, BA : BE = BD : BC = 1 k  라 놓으면, 선분 AE  = BE   BA  = (k – 1) BA

그리고, 선분 DC = BC  BD  = (k – 1) BD  이므로


BA : AE = 1 : (k – 1) = BD : DC




그런데, 위에서 이등변삼각형의 등변 AC = AE 인 것을 찾아 냈었지요?

따라서, BA : AE = BA : AC = BD : DC


즉, BA : AC = BD : DC







두 직선의 위치관계 Solution 12131

Solution  1 2131 1. 각기둥의 높이     두 면(밑면)이 서로 평행하고 합동인 다각형으로 이루어진 입체도형을 각기둥이라고 합니다.      밑면이 삼각형이면 삼각기둥 이라고 하 고,  두 밑면 사이의 (최단)거리를 높이 라고 하지요....