[출처: 교과서 DB 연계 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.7 탐구 15554 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-02-08]
【문항 4】 모범답안 및 상세 풀이 [15.0점]
1) \(y = \sqrt{x} \implies y' = \frac{1}{2\sqrt{x}}\).
2) 직선 \(y = x + 2\)의 기울기가 1이므로: \(\frac{1}{2\sqrt{a}} = 1 \implies \sqrt{a} = \frac{1}{2} \implies a = \frac{1}{4}\).
따라서 접점은 \(P\left(\frac{1}{4}, \frac{1}{2}\right)\).
3) 접선 방정식: \(y - \frac{1}{2} = 1\left(x - \frac{1}{4}\right) \implies y = x + \frac{1}{4}\).
답: \(P\left(\frac{1}{4}, \frac{1}{2}\right), y = x + \frac{1}{4}\)
1) 최단거리는 접점 \(P(1/4, 1/2)\)에서 직선 \(x - y + 2 = 0\)까지의 거리:
\[ d = \frac{|1/4 - 1/2 + 2|}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}} = \frac{|7/4|}{\sqrt{2}} = \frac{7\sqrt{2}}{8} \].
2) 원 \((x - 3)^2 + y^2 = r^2\)에 \(y^2 = x\) 대입: \((x - 3)^2 + x = r^2 \implies x^2 - 5x + 9 - r^2 = 0\).
3) 외접 조건 \(D = 0\): \(25 - 4(9 - r^2) = 0 \iff 4r^2 = 11 \implies r = \frac{\sqrt{11}}{2}\).
답: 최단거리 \(\frac{7\sqrt{2}}{8}, r = \frac{\sqrt{11}}{2}\)