Problem Analysis #geometry_26

Union Alpha · Run 1

Python ● execution succeeded
Correct
18.17s
3,358 toks

부분 결과 · 오류와 사용량 확인 보류는 채점에서 제외합니다. 오류·답 추출 실패 재시도 기록을 포함하며 원본은 보존했습니다. Python 실행 성공은 수학적 증명 검증을 뜻하지 않습니다.

Problem Statement

양수 a에 대하여 두 초점이 F, F′인 쌍곡선 x2a2−y2a2=−1\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{a^2}=-1 위의 점 (a,2a)(a,\sqrt2a)에서의 접선이 y축과 만나는 점을 P라 하자. PF‾×PF′‾=8\overline{PF}\times\overline{PF\prime}=8일 때, a의 값은?

① 3\sqrt3 ② 433\frac{4\sqrt3}3 ③ 533\frac{5\sqrt3}3 ④ 232\sqrt3 ⑤ 733\frac{7\sqrt3}3

최종 답은 선택지 번호 1~5 중 하나를 \boxed{} 안에 쓰세요.

Ground Truth
2
Recorded model response / solution
Reasoning Process

Recorded Python call:

import sympy as sp

a = sp.symbols('a', positive=True)

# Hyperbola: x^2/a^2 - y^2/a^2 = -1  (vertical hyperbola, A^2 = B^2 = a^2)
# Foci on y-axis: c^2 = a^2 + a^2 = 2a^2 -> c = sqrt2 * a
c = sp.sqrt(2)*a
F = (0, c); Fp = (0, -c)

# Point (a, sqrt2 a) on hyperbola: check
on_curve = sp.simplify(a**2/a**2 - (sp.sqrt(2)*a)**2/a**2 + 1)
print("on curve check (=0):", on_curve)

# Tangent at (x1,y1): x*x1/a^2 - y*y1/a^2 = -1  ->  x - sqrt2 y = -a
x1, y1 = a, sp.sqrt(2)*a
# Intersection with y-axis (x=0): -y1*y/a^2 = -1 -> y = a^2/y1 = a/sqrt2
yP = sp.simplify(a**2/y1)
print("P_y =", yP)

# Distances along y-axis
PF  = sp.simplify(c - yP)
PFp = sp.simplify(yP + c)
print("PF =", PF, "  PF' =", PFp)

product = sp.simplify(PF*PFp)
print("PF*PF' =", product)

sol = sp.solve(sp.Eq(product, 8), a)
print("a =", sol, "-> rationalized:", [sp.simplify(s) for s in sol])
Tool Output
Execution succeeded on curve check (=0): 0 P_y = sqrt(2)*a/2 PF = sqrt(2)*a/2 PF' = 3*sqrt(2)*a/2 PF*PF' = 3*a**2/2 a = [4*sqrt(3)/3] -> rationalized: [4*sqrt(3)/3]
Reasoning Process

풀이 요약

  • 쌍곡선 x2a2−y2a2=−1\frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{a^2}=-1은 y축을 실축으로 하며, c2=a2+a2=2a2c^2=a^2+a^2=2a^2이므로 초점은 F(0,2a)F(0,\sqrt2 a), F′(0,−2a)F'(0,-\sqrt2 a).
  • 점 (a,2a)(a,\sqrt2 a)에서의 접선: x⋅aa2−y⋅2aa2=−1⇒x−2y=−a\frac{x\cdot a}{a^2}-\frac{y\cdot\sqrt2 a}{a^2}=-1 \Rightarrow x-\sqrt2 y=-a. y축과의 교점은 P(0,a2)=(0,22a)P\big(0,\frac{a}{\sqrt2}\big)=\big(0,\frac{\sqrt2}{2}a\big).
  • y축 위의 거리들: PF‾=2a−22a=22a\overline{PF}=\sqrt2 a-\frac{\sqrt2}{2}a=\frac{\sqrt2}{2}a, PF′‾=22a+2a=322a\overline{PF'}=\frac{\sqrt2}{2}a+\sqrt2 a=\frac{3\sqrt2}{2}a.

Python 검증 (sympy): 접선 조건, 접선 방정식, 거리식을 기호로 계산한 결과 PF‾⋅PF′‾=3a22\overline{PF}\cdot\overline{PF'}=\frac{3a^2}{2}, 3a22=8⇒a=433\frac{3a^2}{2}=8 \Rightarrow a=\frac{4\sqrt3}{3} (정확 해) — 이는 선택지 ②에 해당합니다.

3a22=8  ⇒  a2=163  ⇒  a=433\frac{3a^2}{2}=8 \;\Rightarrow\; a^2=\frac{16}{3} \;\Rightarrow\; a=\frac{4\sqrt3}{3}

2\boxed{2}

Final Model Output
2

Comparative Analysis (Pgeometry_26) (Average across runs)

Averages use reported measurements only. Missing usage is not treated as zero.

Avg Time Taken

Motif 3
56.1
Solar Pro 4
48.1
Grok 4.7
28.7
MiMo V2.6 Pro
25.4
Union Alpha
18.2
Muse Spark 1.3
11.2
DeepSeek V4.1 Flash
8.0
Solar Mini 4 Preview
4.7

Avg Token Usage

Motif 3
13,269
Grok 4.7
8,214
Solar Pro 4
4,897
Muse Spark 1.3
4,791
DeepSeek V4.1 Flash
4,723
MiMo V2.6 Pro
3,849
Union Alpha
3,358
Solar Mini 4 Preview
2,842
    CSAT 2026 · Problem geometry_26 · Union Alpha | EntropyMath