Infron · Motif 3 · 46문항 × 3회 · Python TAR. 131,072 output tokens · 기본 1,800초 · 6+1 turns. ACC는 전체 138회, Pass@1은 각 문항의 첫 유효 시도, Pass@3는 3회 내 정답으로 계산합니다.
그림과 같이 초점이 F(p,0) (p>0)이고 준선이 x=-p인 포물선 위의 점 중 제1사분면에 있는 점 A에서 포물선의 준선에 내린 수선의 발을 H라 하고, 두 초점이 x축 위에 있고 세 점 F,A,H를 지나는 타원의 x좌표가 양수인 초점을 B라 하자. 삼각형 AHB의 둘레의 길이가 p+27, 넓이가 2p+12일 때, 선분 HF의 길이를 k라 하자. 의 값을 구하시오.
[원문 그림의 텍스트 전사] 그림에서 H는 A의 왼쪽에 있고, x축 위 점들의 순서는 O,B,F이다. 타원은 A,H,F를 지난다.
최종 정수 답을 안에 쓰세요.
Recorded Python call:
import sympy as sp
# Define symbols
p, y = sp.symbols('p y', positive=True, real=True)
# Equation from parabola and area:
# y^2 = 4p*x => x = y^2/(4p)
# Area: (1/2)*(x+p)*y = 2p+12
# => (y^2/(4p) + p)*y = 4p+24
# => y^3/(4p) + p*y = 4p+24
eq_area = sp.Eq(y**3/(4*p) + p*y, 4*p + 24)
# Multiply by 4p
eq_area = sp.Eq(y**3 + 4*p**2*y, 16*p**2 + 96*p)
# Try integer solutions for p
solutions = []
for p_val in range(1, 30):
# Solve cubic for y
eq = y**3 + 4*p_val**2*y - 16*p_val**2 - 96*p_val
# Find real roots
roots = sp.nroots(eq)
for root in roots:
if abs(sp.im(root)) < 1e-10 and sp.re(root) > 0:
y_val = float(sp.re(root))
x_val = y_val**2 / (4*p_val)
# Check if x_val is positive
if x_val > 0:
solutions.append((p_val, y_val, x_val))
print("Integer p solutions:")
for sol in solutions:
print(f"p={sol[0]}, y={sol[1]:.6f}, x={sol[2]:.6f}")
Recorded Python call:
import sympy as sp
# Define the values for p=9
p_val = 9
y_val = 6
x_val = 1
# Foci
b = 13*sp.sqrt(3)/2 - 4
c = -4 - 13*sp.sqrt(3)/2
# Points
F = (p_val, 0)
A = (x_val, y_val)
H = (-p_val, y_val)
B = (b, 0)
C = (c, 0)
# Distance function
def dist(P, Q):
return sp.sqrt((P[0]-Q[0])**2 + (P[1]-Q[1])**2)
# Sums
sum_F = dist(F, B) + dist(F, C)
sum_A = dist(A, B) + dist(A, C)
sum_H = dist(H, B) + dist(H, C)
print("Sum from F:", sp.simplify(sum_F))
print("Sum from A:", sp.simplify(sum_A))
print("Sum from H:", sp.simplify(sum_H))
# Check if they are equal
print("F == A?", sp.simplify(sum_F - sum_A))
print("F == H?", sp.simplify(sum_F - sum_H))
# Perimeter check
AH = dist(A, H)
HB = dist(H, B)
AB = dist(A, B)
perimeter = AH + HB + AB
print("AH:", AH)
print("HB:", sp.simplify(HB))
print("AB:", sp.simplify(AB))
print("Perimeter:", sp.simplify(perimeter))
# Area
area = sp.Rational(1,2) * AH * y_val
print("Area:", area)
# HF
HF = dist(H, F)
print("HF:", sp.simplify(HF))
print("k^2:", sp.simplify(HF**2))
Recorded Python call:
# Verify that HB + AB = 26
HB_plus_AB = sp.sqrt(751 - 260*sp.sqrt(3))/2 + sp.sqrt(751 + 260*sp.sqrt(3))/2
print("HB + AB:", sp.simplify(HB_plus_AB))
print("Perimeter = AH + HB + AB:", sp.simplify(10 + HB_plus_AB))
Recorded Python call:
import sympy as sp
HB_plus_AB = sp.sqrt(751 - 260*sp.sqrt(3))/2 + sp.sqrt(751 + 260*sp.sqrt(3))/2
print("HB + AB:", sp.simplify(HB_plus_AB))
print("Perimeter:", sp.simplify(10 + HB_plus_AB))
Recorded Python call:
import sympy as sp
expr = sp.sqrt(751 - 260*sp.sqrt(3))/2 + sp.sqrt(751 + 260*sp.sqrt(3))/2
print("Numerical value:", expr.evalf())
print("Simplified:", sp.simplify(expr))
Recorded Python call:
# Let's also verify p=3 case to be sure it fails
import sympy as sp
p_val = 3
y_val = 6
x_val = 3
# From perimeter condition: HB + AB = 27 - x = 24
# Solve for b: sqrt((b+3)^2+36) + sqrt((b-3)^2+36) = 24
b = sp.symbols('b', real=True)
eq = sp.Eq(sp.sqrt((b+3)**2 + 36) + sp.sqrt((b-3)**2 + 36), 24)
# Solve
sol_b = sp.solve(eq, b)
print("Solutions for b:", sol_b)
# Check if any real solution exists
for s in sol_b:
print(s, "approx:", s.evalf())
최종 풀이
주어진 조건 정리:
- 포물선: 초점 , 준선 → 방정식
- 점 가 포물선 위, 제1사분면에 있음
- 는 에서 준선에 내린 수선의 발 →
- 좌표 양수인 타원의 초점
- 삼각형 의 둘레 , 넓이
계산:
- 넓이 조건:
- 둘레 조건:
-
타원의 성질: 와 가 타원 위에 있으므로, 타원 중심은 의 중점 이고, 타원의 장축 방정식은 의 길이가 일정해야 함.
-
정수해 탐색:
- 인 경우: 타원 조건 검증 시 조건 불충족
- 인 경우: 모든 조건 만족
검증:
- 포물선 방정식: ✓
- 넓이: ✓
- 둘레: ✓
타원의 구성:
- 중심:
- 장축의 길이: → →
- 초점 거리: (중심에서 까지)
- 준선의 길이:
값 계산:
결과:
Comparative Analysis (Pgeometry_29) (Average across runs)
Averages use reported measurements only. Missing usage is not treated as zero.