수학의 정석

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[차현우] 실력편 기하 (2018) - 평면벡터의 성분과 내적
연습문제 5-23 재질문

3월 5일에 받은 답변에 대한 의문이 아직 남아있어 재질문 드립니다. 1. 답변 중 "벡터내적의 기하학적 의미에 의해 직선 AD에 내린 수선의 길이입니다" 에서 AQ 길이가 AD에 내린 수선의 길이라는 말씀이신가요? 그렇다면 AQ는 AD 위에 있는데 왜 수선의 길이인지 이해가 안 갑니다. 2. "X가 어느 위치에 있건 AP를 수선으로 내린것(AQ)이 둔각이되면서 가장 길이가 긴 수선이 나오게되고 나머지 경우는 예각이거나 둔각이어도 길이가 AQ보다 짧게 나오게 된답니다." 여기서 AP를 수선으로 내린 것이 AQ라는 것, 무엇이 둔각이 되면서 가장 길이가 긴 수선이 나온다는 것인지와 예각이거나 둔각이어도 AQ보다 짧다는 것이 이해가 안 됩니다. 자세한 설명 부탁드립니다.

1. 내적의 정의는 두 벡터의 동일방향 길이의 곱 입니다. a내적b = |a||b|cosθ 이고 이를 분해해서 생각하면 |a| (a벡터의 크기) 와 |b|cosθ (b벡터의 크기에 cos값을 곱한것 = b벡터의 a벡터방향 선분의 길이) 의 곱입니다. 앞의 답변에서 말한 수선의 길이는 '수선의 발의 길이'로 정정하겠습니다. (높이에 해당하는 수선의 길이가 아니라 수선의 발의 길이입니다.) 2. "X가 어느 위치에 있건 AP를 수선으로 내린것(AQ)이 둔각이되면서 가장 길이가 긴 "수선의 발"이 나오게되고 나머지 경우는 예각이거나 둔각이어도 길이가 AQ보다 짧게 나오게 된답니다." 수선의발은 간단히 말하면 그림자의 길이 (뒤에 공간도형에서 '정사영'이라는 단어로 배우게 됩니다.) 입니다. 벡터내적의 기하학적의미로 이 문제를 해결하는것이 가장 기본이고 다른 풀이는 벡터 AX를 AO+OX로 쪼갭니다. (O는 원의 중심) 이후 내적을 분배법칙으로 정리하면 AD내적AO + AD내적OX 이고 AD내적AO 는 일정한 값이고 AD내적OX 가 최소가 되려면 AD벡터와 OX벡터가 방향이 반대이면 된답니다. 이로부터 X의 위치를 결정할 수 있습니다.

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