Page 110 - 수학(상)
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2. 좌표평면 위의 선분의 내분점과 외분점
                     ) 1  좌표평면 위의 선분의 내분점                                  y
                                                           ^
                                                   ^
                    오른쪽 그림과 같이 좌표평면 위의 두 점  A x 1    , y 1h , B x 2 , y 2h에 대하여   y 2  Bm                B
                    선분  AB 를  mn m >  0 , n >  0h으로 내분하는 점을  P xyh라 하고    n
                                                               ,
                               :
                                  ^
                                                              ^
                                                                             Pm              P      n
                    세 점  ,AP B 에서  x 축에 내린 수선의 발을 각각  Al   , Pl , Bl이라 하면 y
                             ,
                              AP
                                           :
                                    ll
                     AP  : BP = ll  : BP =  mn 이므로 점  Pl는 선분  AB          m
                                                               ll를
                                                                             Am         m
                       :
                     mn 으로 내분하는 점이다. 점  P 의  x 좌표를 구하면                     y 1  A
                                          x
                     AP =-     , x 1  PB =  x 2 - 이고,  AP  : PB =  mn 이므로         Al          Pl         Bl
                           x
                                 ll
                                                      ll
                      ll
                                                             :
                                                 ll
                                     : ,   m x 2 -
                               x =
                           ]
                     ] x - g  : x 2 - g  mn  ]  x = ]g  n x -  x 1g ,      O     x 1   m     x     n    x 2  x      단원
                        x 1
                                             mx 2 +                                                                  07
                         n x =
                     ] m + g  mx 2 +  nx 1 에서  x =  m +  n nx 1  이다.
                                                       my 2 +                                                        평
                    같은 방법으로 점  P 의  y 좌표를 구하면  y =       m +  ny 1  이다.
                                                            n
                                      :
                    따라서 선분  AB 를  mn 으로 내분하는 점은  Pb       mx 2 +  nx 1 ,  my 2 +  ny 1  l 이다.                        면
                                                            m +  n  m +  n                                           좌
                                                                                   x 1 +  y 1 +  y 2
                    특히 선분  AB 의 중점을  M 이라 하면  m =      , n  즉  :11 로 내분하는 점이므로  Mc    x 2 ,   m 이다.
                                                                                    2      2                         표
                      ) 2  좌표평면 위의 선분의 외분점
                                                                      :
                                     ^
                                              ^
                                                                         ^
                    좌표평면 위의 두 점  A x 1 , y 1h , B x 2 , y 2h 에 대하여 선분  AB 를  mn m >  0 , n >  0 , m !  nh 으로
                    외분하는 점을  Q x ]g 라 하면
                                     1 ]g   m >  n 일 때                            2 ]g   m  < n 일 때
                          y                                            y
                          y  Qm                          Q             y 2  Bm                       B
                             n                                                        n
                             Bm          m         n                     Am
                        m y 2                                        n y 1
                                             B                                            A
                                                                          m
                            Am                                                      m
                          y 1                                          y
                                A                                        Qm  Q
                                                 n                                 m
                                  Al         Bl         Ql                  Ql            Al         Bl
                          O      x 1        x 2         x   x          O      x          x 1        x 2  x
                                            m                                            n
                               ,
                                                                           ,
                      세 점  ,AB Q 에서  x 축에 내린 수선의 발을 각각             세 점  ,QA B 에서  x 축에 내린 수선의 발을 각각
                                                       ll
                                                                                                    ll
                       Al , Bl , Ql이라 하면  AQ  : BQ = ll  : BQ =  mn  Ql , Al , Bl이라 하면  QA QB = ll  : QB =  mn
                                                                                       :
                                                                                                          :
                                                                                             QA
                                                              :
                                                 AQ
                                       ll를  mn 으로 외분하는 점이다.
                                                                                    ll를  mn 으로 외분하는 점이다.
                      이므로 점 Ql는 선분  AB        :                    이므로 점 Ql는 선분  AB        :
                      점  Q 의  x 좌표를 구하면                            점  Q 의  x 좌표를 구하면
                                                                    ll
                                   ll
                       AQ =-     , x 1  BQ =-  x 2 이고,             QA =  x 1 -  , x BQ =  x 2 - 이고,
                       ll
                                                                                ll
                                        x
                             x
                                                                                        x
                                                                    ll
                                                                                                   x =
                                                                         ll
                       ll
                             ll
                                                      x 2 =
                       AQ  : BQ =  mn 이므로  x -  x 1g  : x - g  mn  QA  : QB =  mn 이므로  x 1 -  xg  : x 2 - g  mn
                                                                                                         : ,
                                                            : ,
                                    :
                                                                                :
                                            ]
                                                                                               ]
                                                                                         ]
                                                   ]
                                           n x =
                                                                                        n x =
                      m x - g  n x - g , m - g  mx 2 -  nx 1 에서    m x 2 - g  n x 1 -  xg , m - g  mx 2 -  nx 1 에서
                                                                                    ]
                           x 2 = ]
                        ]
                                                                        x = ]
                                                                     ]
                                       ]
                                    x 1
                          mx 2 -                                      mx 2 -
                      x =  m -  nx 1  이다.                          x =  m -  nx 1  이다.
                              n
                                                                           n
                      같은 방법으로 점  Q 의  y 좌표를 구하면                    같은 방법으로 점  Q 의  y 좌표를 구하면
                          my 2 -  ny 1                                my 2 -  ny 1
                      y =  m -  n  이다.                             y =  m -  n  이다.
                                       :
                                                                                    :
                      따라서 선분  AB 를  mn 으로 외분하는 점은                  따라서 선분  AB 를  mn 으로 외분하는 점은
                         mx 2 -   my 2 -  ny 1                       mx 2 -   my 2 -  ny 1
                      Qb     nx 1 ,      l 이다.                     Qb     nx 1 ,     l 이다.
                          m -  n   m -  n                              m -  n  m -  n
                                                                                                          105
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