중점 관계는 유지돼도 길이까지 보존되는 것은 아니다

A(−2,−1), B(4,3), 중점 M(1,1)에서 x좌표만 두 배로 바꿉니다. 새 중점은(2,1)이지만 거리 제곱은52→160입니다. 길이가 정확히 두 배라면 제곱은208이어야 합니다. 중점 관계와 길이 배율을 따로 계산합니다.

A(−2,−1),B(4,3),M(1,1),(x,y)↦(2x,y) \begin{aligned}A(-2,-1),\quad B(4,3),\quad M(1,1),\\(x,y)\mapsto(2x,y)\end{aligned}

M은 AB의 중점이다. 새 점 M′도 중점인가? 새 길이가 원래 길이와 같거나 정확히 두 배인가?

확인 원래 x좌표만 두 배
끝점 (−2,−1), (4,3) (−4,−1), (8,3)
중점 (1,1) (2,1)
거리의 제곱 6²+4²=52 12²+4²=160

중점 관계는 유지되지만 길이는 같지 않고 두 배도 아니다. 중점은 성분별 평균, 거리는 성분 차의 제곱합으로 따로 확인한다.

두 좌표를 모두 두 배로 바꾸면 거리 제곱은 208, 거리는 정확히 두 배다. 반대로 세로 선분은 x좌표만 바꾸어도 길이가 같다. 주어진 두 점의 결론을 모든 선분의 결론으로 넓히지 않는다.

출처·착안: Mark Chubb, 「Targeted Instruction」. 문항과 예시 답안은 새로 작성했다.