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타원Ellipses · 문제집Worksheet

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문제Problem 1 몸풀기Warm-up

타원 x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1의 장축·단축의 길이와 초점을 구하여라.

Find the axis lengths and foci of x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1.

문제Problem 2 몸풀기Warm-up

초점이 (±3,0)(\pm 3, 0)이고 장축의 길이가 1010인 타원의 방정식을 구하여라.

Find the ellipse with foci (±3,0)(\pm 3, 0) and major axis length 1010.

문제Problem 3 몸풀기Warm-up

타원 x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1 위의 한 점에서 두 초점까지의 거리를 재니 하나가 77이었다. 다른 하나는 얼마인가?

At a point on x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1, one focal distance measures 77. Find the other.

문제Problem 4 핵심Core

두 초점 (±c,0)(\pm c, 0), 거리 합 2a2a (a>c>0a > c > 0)의 정의에서 타원의 방정식

x2a2+y2b2=1(b2=a2c2)\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 \qquad (b^2 = a^2 - c^2)

을 유도하여라.

From the definition — foci (±c,0)(\pm c, 0), distance sum 2a2a (a>c>0a > c > 0) — derive the ellipse's equation

x2a2+y2b2=1(b2=a2c2).\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 \qquad (b^2 = a^2 - c^2).

문제Problem 5 핵심Core

관계식 a2=b2+c2a^2 = b^2 + c^2이 타원 그림 속 어떤 직각삼각형에서 오는지 설명하여라 — 특히 단축의 끝에서 초점까지의 거리가 aa임을 밝혀라.

Explain which right triangle in the ellipse's picture produces a2=b2+c2a^2 = b^2 + c^2 — in particular, show the distance from a minor-axis endpoint to a focus is aa.

문제Problem 6 핵심Core

타원 x29+y225=1\dfrac{x^2}{9} + \dfrac{y^2}{25} = 1의 초점과 장축의 길이를 구하여라.

Find the foci and major axis length of x29+y225=1\dfrac{x^2}{9} + \dfrac{y^2}{25} = 1.

문제Problem 7 핵심Core

타원 x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1의 이심률을 구하고, 이심률 00인 타원은 무엇인지 말하여라.

Find the eccentricity of x225+y29=1\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1, and say what an eccentricity-00 ellipse is.

문제Problem 8 핵심Core

x2+y2=a2x^2 + y^2 = a^2를 세로로만 ba\dfrac ba배 압축하면((x,y)(x,bay)(x, y) \mapsto (x, \tfrac ba y)) 타원 x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1이 됨을 증명하여라.

Prove that compressing the circle x2+y2=a2x^2 + y^2 = a^2 vertically by ba\dfrac ba (the map (x,y)(x,bay)(x, y) \mapsto (x, \tfrac ba y)) yields the ellipse x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1.

문제Problem 9 도전Challenge

지구는 태양을 한 초점으로 하는 타원 궤도를 돈다. 태양에 가장 가까울 때(근일점) 1.4711.471km\mathrm{km}, 가장 멀 때(원일점) 1.5211.521km\mathrm{km}이다. 궤도의 긴반지름 aa와 이심률을 구하여라.

Earth orbits the Sun on an ellipse with the Sun at one focus: nearest (perihelion) 147.1147.1 million km\mathrm{km}, farthest (aphelion) 152.1152.1 million km\mathrm{km}. Find the semi-major axis aa and the eccentricity.

문제Problem 10 도전Challenge

타원형 방(속삭임 회랑)의 한 초점에서 속삭이면 다른 초점에서 또렷이 들린다. 타원의 정의로 이 현상의 핵심 — 벽 어디에 반사되든 소리의 이동 거리가 같다는 것 — 을 설명하여라.

In an elliptical room (a whispering gallery), a whisper at one focus is heard clearly at the other. Using the ellipse's definition, explain the heart of the phenomenon — that the sound's travel distance is the same wherever it bounces.

문제Problem 11 도전Challenge

QQ가 원 x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 위를 움직인다. QQ에서 xx축에 내린 수선의 발을 RR라 할 때, 선분 QRQR의 중점 MM의 자취의 방정식을 구하여라.

A point QQ moves on the circle x2+y2=25x^2 + y^2 = 25. With RR the foot of the perpendicular from QQ to the xx-axis, find the locus of the midpoint MM of QRQR.

문제Problem 12 경시Contest

타원 x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1의 넓이가 πab\pi ab임을 압축 관점으로 유도하여라. (원의 넓이 πr2\pi r^2은 알려진 것으로 한다.)

Derive the area πab\pi ab of the ellipse x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1 from the compression viewpoint. (Take the circle's area πr2\pi r^2 as known.)

문제Problem 13 경시Contest

타원 x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1에 내접하는(네 변이 축과 평행한) 직사각형의 최대 넓이를 구하여라.

Find the maximum area of a rectangle inscribed in x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1 with sides parallel to the axes.