[출처: 비상교육 기하 Ⅰ. 이차곡선 (DB: GEOM_Ch01_비상) PDF p.32 탐구 101 변형 | 성취기준: 12기하01-01, 12기하01-04]
<제시문 (가)> 두 초점이 \(\mathrm{F}(c, 0),\; \mathrm{F}'(-c, 0)\)인 쌍곡선 \(\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\;(c^2 = a^2 + b^2)\) 위의 점 \(\mathrm{P}\)에 대하여 \(|\overline{\mathrm{F}'\mathrm{P}} - \overline{\mathrm{FP}}| = 2a\)이다.
<제시문 (나)> 쌍곡선 \(\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\) 위의 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)에서의 접선의 방정식은 \(\dfrac{x_1 x}{a^2} - \dfrac{y_1 y}{b^2} = 1\)이다.
두 초점이 \(\mathrm{F}(4, 0),\; \mathrm{F}'(-4, 0)\)인 쌍곡선 \(\dfrac{x^2}{7} - \dfrac{y^2}{9} = 1\) 위의 제\(1\)사분면의 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)이 \(\angle \mathrm{F}'\mathrm{PF} = 90^\circ\)를 만족시킬 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 1-1] (6점) \(\overline{\mathrm{F}'\mathrm{P}} = l_1,\; \overline{\mathrm{FP}} = l_2\)라 할 때, 쌍곡선의 정의 \(l_1 - l_2 = 2\sqrt{7}\)과 피타고라스 정리를 이용하여 곱 \(l_1 l_2\)의 값과 삼각형 \(\mathrm{F}'\mathrm{PF}\)의 넓이를 각각 구하시오.
[문항 1-2] (7점) 삼각형 \(\mathrm{F}'\mathrm{PF}\)의 넓이를 밑변 \(\overline{\mathrm{F}'\mathrm{F}} = 8\)과 높이 \(y_1\)로 나타내어 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)의 좌표를 구하시오.
[문항 1-3] (7점) 제시문 (나)를 이용하여 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)에서의 접선이 \(x\)축과 만나는 점 \(\mathrm{T}\)의 \(x\)좌표를 구하고, \(\overline{\mathrm{F}'\mathrm{T}} : \overline{\mathrm{FT}} = l_1 : l_2\)가 성립함을 통해 접선 \(\mathrm{PT}\)가 \(\angle \mathrm{F}'\mathrm{PF}\)의 이등분선임을 확인하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 1 ([1-1] 6점 / [1-2] 7점 / [1-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [1-1] → [1-2] → [1-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.