2023년 10월 31일 화요일

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





Solution  2034 1.  평행선과 동위각, 엇각      위의  소제목에 링크된 페이지에서 설명하는 동위각과 엇각을 잘 이해하셨나요?       서로 다른 두 직선이 한 직선과 만날 때, 두 직선이 평행하면 동위각의 크기는 서로      같...