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1[기계설계산업기사 필기] 15년 1회차

2차원 평면에서 (1.1)과 (5.9)를 지나는 직선을 매개변수 t의 곡선식 r⃗(t)\vec{r}(t)로 표현한 것으로 알맞은 것은? (단, i^, j^\hat{i},\ \hat{j}는 각각 x,y축 방향의 단위벡터임)

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해설

시작점 (1, 1)에 두 점을 잇는 방향의 단위벡터를 t배 해서 더한 식이 답이다.

(1, 1)에서 (5, 9)로 가는 방향벡터는 (4, 8)(4,\ 8), 크기는 42+82=45\sqrt{4^2+8^2}=4\sqrt{5} 이므로 단위벡터는 (15, 25)\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}},\ \dfrac{2}{\sqrt{5}}\right) 이다.

따라서
r⃗(t)=(15t+1)i^+(25t+1)j^\vec{r}(t)=\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}}t+1\right)\hat{i}+\left(\dfrac{2}{\sqrt{5}}t+1\right)\hat{j}
가 되며, t=0t=0에서 (1, 1), t=45t=4\sqrt{5}에서 (5, 9)를 지난다.

x·y 성분의 상수항이 모두 1이어야 t=0t=0에서 (1, 1)을 지나고, 성분 비가 1:21:2 여야 직선 y=2x−1y=2x-1 과 방향이 같다. ti^+(2t+1)j^t\hat{i}+(2t+1)\hat{j}·2ti^+(4t+1)j^2t\hat{i}+(4t+1)\hat{j} 처럼 x성분에 상수항이 없는 식은 t=0t=0에서 (0, 1)이 되어 y=2x+1y=2x+1 이라는 다른 직선이 되고, 상수항이 1과 −1로 갈리면서 2\sqrt{2}로 나눈 식은 (1, −1)에서 출발하므로 역시 두 점을 지나지 못한다.

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