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21강 — 데카르트 평면: 거리, 중점

데카르트 좌표, 거리 공식, 중점, 선분 분할. 데카르트의 기하학적 언어(1637).

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 2 · Equiv. Algebra & Trigonometry §10

d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

ℝ²에서의 해석기하

거리

P=(x1,y1)P = (x_1, y_1), Q=(x2,y2)Q = (x_2, y_2)에 대하여: d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

중점

M=(x1+x22,y1+y22)M = \left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right)

비율 kk로의 선분 분할

PQ\overline{PQ}를 비율 PR/RQ=kPR/RQ = k로 분할하려면: R=(x1+kx21+k,y1+ky21+k)R = \left(\frac{x_1 + k x_2}{1 + k}, \frac{y_1 + k y_2}{1 + k}\right)

넓이 계산

꼭짓점 A=(x1,y1)A = (x_1, y_1), B=(x2,y2)B = (x_2, y_2), C=(x3,y3)C = (x_3, y_3)인 삼각형의 넓이: 넓이=12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)\text{넓이} = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|

12detM\frac{1}{2} |\det M|와 동등하며, MM은 벡터 AB,AC\vec{AB}, \vec{AC}의 행렬입니다.

Exercise list

35 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 20Understanding 4Modeling 5Challenge 4Proof 2
  1. Ex. 21.1Application
    A=(1,2)A = (1, 2), B=(4,6)B = (4, 6)에 대한 d(A,B)d(A, B).
  2. Ex. 21.2Application
    (0,0)(0, 0)(3,4)(3, 4) 사이의 dd.
  3. Ex. 21.3Application
    (2,1)(-2, 1)(3,4)(3, -4) 사이의 dd.
  4. Ex. 21.4Application
    (2,5)(2, 5)(6,9)(6, 9)의 중점.
  5. Ex. 21.5Application
    (3,2)(-3, 2)(7,8)(7, -8)의 중점.
  6. Ex. 21.6Application
    d((x,3),(5,7))=5d((x, 3), (5, 7)) = 5가 되는 xx를 구하시오.
  7. Ex. 21.7Application
    (0,y)(0, y)(5,0)(5, 0)에서 13단위 떨어지도록 yy를 구하시오.
  8. Ex. 21.8ApplicationAnswer key
    A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(2,4)C = (-2, 4). 삼각형 ABCABC의 둘레는?
  9. Ex. 21.9ApplicationAnswer key
    A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(5,3)C = (5, -3)이 직각삼각형을 이룸을 보이시오. (피타고라스의 역을 사용.)
  10. Ex. 21.10Application
    xx축 위에서 (2,5)(2, 5)(8,1)(8, 1)로부터 같은 거리에 있는 점 PP를 구하시오.
  11. Ex. 21.11Application
    사각형의 꼭짓점 (0,0),(4,0),(4,3),(0,3)(0,0), (4,0), (4,3), (0,3). 둘레를 계산하시오.
  12. Ex. 21.12Application
    (1,2),(5,2),(5,5),(1,5)(1,2), (5,2), (5,5), (1,5)가 직사각형을 이루는지 판단하시오.
  13. Ex. 21.13ApplicationAnswer key
    넓이 공식을 사용하여 꼭짓점 (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3)의 삼각형의 넓이를 계산하시오.
  14. Ex. 21.14ApplicationAnswer key
    (a,b)(a, b)(c,d)(c, d)의 중점 — 일반 공식.
  15. Ex. 21.15ApplicationAnswer key
    (0,0),(6,0),(3,33)(0,0), (6,0), (3, 3\sqrt 3)은 어떤 종류의 삼각형을 이루는가?
  16. Ex. 21.16Modeling
    (2,3)(2, 3)에서 (8,11)(8, 11)로 가려고 합니다. 직선 거리는?
  17. Ex. 21.17Modeling
    (1,1)(1,1)(5,4)(5,4) 사이의 맨해튼 거리(1\ell_1). 유클리드 거리와 비교하시오.
  18. Ex. 21.18Modeling
    격자 도시(맨해튼)에서 (0,0)(0,0)(10,7)(10, 7) 사이의 택시 거리는? 직선 거리는?
  19. Ex. 21.19Application
    (2,3)(10,11)\overline{(2,3)(10,11)}를 비 1:31:3로 분할하는 점을 구하시오.
  20. Ex. 21.20ApplicationAnswer key
    삼각형 A=(0,0),B=(6,0),C=(0,9)A=(0,0), B=(6,0), C=(0,9)의 무게중심.
  21. Ex. 21.21Modeling
    GPS가 당신의 위치를 (45,123, 23,456)(45{,}123,\ -23{,}456)(위도, 경도, 도)로 보고합니다. 당신의 친구는 (45,126, 23,450)(45{,}126,\ -23{,}450)에 있습니다. km 단위의 대략적인 거리는? (위도 1도당 약 111km.)
  22. Ex. 21.22Modeling
    ML에서 R4\mathbb{R}^4의 두 점 x=(1,2,3,4)\mathbf{x} = (1, 2, 3, 4)y=(5,6,7,8)\mathbf{y} = (5, 6, 7, 8). 유클리드 거리는?
  23. Ex. 21.23ApplicationAnswer key
    꼭짓점 (0,0),(4,3),(8,0)(0,0), (4,3), (8,0)의 삼각형이 이등변삼각형임을 보이시오.
  24. Ex. 21.24Application
    (0,0),(6,8),(1,7)(0,0), (6,8), (-1,7)이 일직선상에 있지 않음(공선이 아님)을 확인하시오.
  25. Ex. 21.25Application
    원점에서 점 (a,b)(a, b)까지의 거리는 a2+b2\sqrt{a^2 + b^2}이다. 보이시오.
  26. Ex. 21.26Understanding
    x2+y2=5\sqrt{x^2 + y^2} = 5인 점 (x,y)(x, y)의 집합 — 어떤 도형?
  27. Ex. 21.27Understanding
    x+y=1|x| + |y| = 1인 점 (x,y)(x,y) — 어떤 도형?
  28. Ex. 21.28Understanding
    A=(2,0)A = (-2, 0)B=(2,0)B = (2, 0)으로부터 같은 거리에 있는 점들은 어떤 직선을 이루는가?
  29. Ex. 21.29Understanding
    max(x,y)=1\max(|x|, |y|) = 1인 점들의 집합. (축 정렬 정사각형.)
  30. Ex. 21.30Challenge
    세 점이 공선이면 삼각형의 넓이가 0임을 보이시오.
  31. Ex. 21.31Challenge
    (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3)을 지나는 원의 중심 — 찾으시오.
  32. Ex. 21.32Challenge
    한 변이 1인 정사각형에 내접하는 가장 큰 정삼각형 — 어떤 변의 길이?
  33. Ex. 21.33Challenge
    사각형 ABCDABCD에서 AB\overline{AB}의 중점은 MM, CD\overline{CD}의 중점은 NN이다. MN\overline{MN}의 중점 = 대각선의 중점임을 보이시오. (뉴턴의 정리.)
  34. Ex. 21.34Proof
    피타고라스를 사용하여 거리 공식을 증명하시오.
  35. Ex. 21.35ProofAnswer key
    중점이 양 끝점에서 같은 거리에 있음을 증명하시오.

이 강의의 출처

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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