Math Atlas

합동변환Rigid Motions · 문제집Worksheet

이름Name: ______________________   날짜Date: ______________________

문제Problem 1 몸풀기Warm-up

(3,2)(3, -2)xx축 방향으로 +2+2, yy축 방향으로 +5+5만큼 평행이동한 상을 구하여라.

Translate the point (3,2)(3, -2) by +2+2 horizontally and +5+5 vertically.

문제Problem 2 몸풀기Warm-up

(4,1)(4, -1)을 (1) xx축, (2) yy축, (3) 원점에 대해 각각 대칭이동한 상을 구하여라.

Reflect (4,1)(4, -1) across (1) the xx-axis, (2) the yy-axis, (3) the origin.

문제Problem 3 몸풀기Warm-up

(3,1)(3, 1)을 원점을 중심으로 (1) 반시계 90°90°, (2) 180°180° 회전한 상을 구하여라.

Rotate (3,1)(3, 1) about the origin by (1) 90°90° counterclockwise, (2) 180°180°.

문제Problem 4 핵심Core

세 꼭짓점이 (1,2)(1, 2), (4,3)(4, 3), (2,6)(2, 6)인 삼각형을 직선 y=xy = x에 대해 반사했다. 상의 세 꼭짓점을 구하고, 한 변의 길이로 거리가 보존됨을 확인하여라.

The triangle with vertices (1,2)(1, 2), (4,3)(4, 3), (2,6)(2, 6) is reflected across the line y=xy = x. Find the image's vertices, and verify distance preservation on one side.

문제Problem 5 핵심Core

평행이동 (x,y)(x+a,y+b)(x, y) \mapsto (x + a, y + b)가 임의의 두 점 사이의 거리를 보존함을 증명하여라.

Prove that the translation (x,y)(x+a,y+b)(x, y) \mapsto (x + a, y + b) preserves the distance between any two points.

문제Problem 6 핵심Core

원점 중심 반시계 90°90° 회전이 점 P(a,b)P(a, b)P(b,a)P'(-b, a)로 보낸다고 하자. OP=OPOP = OP'이고 OPOP\overline{OP} \perp \overline{OP'}임을 계산으로 확인하여, 이 규칙이 정말 90°90° 회전임을 정당화하여라.

Suppose the counterclockwise 90°90° rotation about the origin sends P(a,b)P(a, b) to P(b,a)P'(-b, a). Verify by computation that OP=OPOP = OP' and OPOP\overline{OP} \perp \overline{OP'}, thereby justifying that the rule truly is a 90°90° rotation.

문제Problem 7 핵심Core

(5,2)(5, 2)에 다음 변환을 차례로 적용한 최종 상을 구하여라: ① xx축 반사, ② 원점 중심 반시계 90°90° 회전, ③ (+1,+1)(+1, +1) 평행이동.

Apply to (5,2)(5, 2), in order: ① reflection across the xx-axis, ② counterclockwise 90°90° rotation about the origin, ③ translation by (+1,+1)(+1, +1). Find the final image.

문제Problem 8 핵심Core

어떤 반사가 A(2,3)A(2, 3)A(3,2)A'(3, 2)로 보낸다. 거울선은 어느 직선인가? 같은 반사가 B(1,4)B(-1, 4)를 어디로 보내는지도 구하여라.

Some reflection sends A(2,3)A(2, 3) to A(3,2)A'(3, 2). Which line is the mirror? Find where the same reflection sends B(1,4)B(-1, 4).

문제Problem 9 도전Challenge

어떤 회전이 A(2,1)A(2, 1)A(1,2)A'(-1, 2)로, B(4,0)B(4, 0)B(0,4)B'(0, 4)로 보낸다. 회전의 중심과 회전각을 구하고, 근거를 밝혀라.

Some rotation sends A(2,1)A(2, 1) to A(1,2)A'(-1, 2) and B(4,0)B(4, 0) to B(0,4)B'(0, 4). Find its center and angle, with justification.

문제Problem 10 도전Challenge

1\triangle_1의 꼭짓점은 (0,0)(0,0), (4,0)(4,0), (1,3)(1,3)이고 2\triangle_2의 꼭짓점은 (0,0)(0,0), (0,4)(0,4), (3,1)(-3,1)이다. 두 삼각형이 합동임을, 하나를 다른 하나로 보내는 강체 운동을 찾아서 보여라.

1\triangle_1 has vertices (0,0)(0,0), (4,0)(4,0), (1,3)(1,3); 2\triangle_2 has (0,0)(0,0), (0,4)(0,4), (3,1)(-3,1). Show the triangles are congruent by finding a rigid motion carrying one onto the other.

문제Problem 11 도전Challenge

다음을 증명하여라: xx축 반사에 이어 yy축 반사를 적용한 합성 변환은 원점 중심 180°180° 회전과 같다.

Prove: the composition "reflect across the xx-axis, then across the yy-axis" equals the 180°180° rotation about the origin.

문제Problem 12 경시Contest

A(3,1)A(3, 1)에서 출발한 공이 xx축에 한 번, yy축에 한 번 반사된 뒤 점 B(1,4)B(1, 4)에 도착한다. 공이 지나는 경로의 최단 길이를 구하여라.

A ball starts at A(3,1)A(3, 1), bounces once off the xx-axis, once off the yy-axis, and arrives at B(1,4)B(1, 4). Find the shortest possible path length.

문제Problem 13 경시Contest

합동의 재정의가 옛 정의와 맞물림을 보여라: 두 삼각형 ABCABC\triangle ABC \equiv \triangle A'B'C'(SSS: 대응변 셋이 각각 같음)이면, ABC\triangle ABCABC\triangle A'B'C'에 포개는 강체 운동이 존재함을 밀기–돌리기–뒤집기 세 단계로 구성하여라.

Show that the redefinition of congruence meshes with the old one: if ABCABC\triangle ABC \equiv \triangle A'B'C' by SSS (three pairs of equal sides), construct a rigid motion superimposing ABC\triangle ABC onto ABC\triangle A'B'C' in three steps — slide, turn, flip.