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기술 고1

배달 가능 지역 「반경 3km」 · 원의 방정식으로 그은 경계

직선으로 2.8km인 집도 길을 따라가면 4km가 될 수 있다

가게 앞에 「반경 3km 배달」이라고 적혀 있다면, 가게를 중심으로 반지름 3km인 원을 그은 것이다. 가게를 원점으로 두고 동쪽을 x축, 북쪽을 y축(단위 km)으로 잡으면 경계는 원의 방정식 x² + y² = 9이고, 배달이 되는 곳은 그 안쪽 x² + y² ≤ 9다.

지도의 원은 직선이 그은 경계다. 실제로 달리는 길이 그 원을 따르는지는 따로 물어야 한다.

동쪽으로 2km, 북쪽으로 2km 간 곳에 사는 손님의 주소는 (2, 2)다. 두 점 사이의 거리 공식으로 √(2² + 2²) = √8 ≈ 2.83km이니 원 안에 든다. 같은 북쪽 2km라도 동쪽으로 2.5km 간 (2.5, 2)는 √10.25 ≈ 3.20km로 원 밖이다. 앱이 직선거리로 판정한다면 이 둘은 한 블록 차이로 갈린다.

가게 3km A B A 직선 2.83 A 길로 4 B 직선 3.20
반경 3km 원(실선)과 길을 따라 3km 안쪽(점선 마름모). A는 직선으로 2.83km지만 길로는 4km이고, B는 직선으로도 원 밖이다.

그런데 배달 오토바이는 직선으로 날아가지 않는다. 길이 바둑판처럼 나 있는 동네라면 (2, 2)까지는 동쪽 2km와 북쪽 2km를 따로 달려야 하니 4km다. 지도의 원 안에 있어도 실제로 달리는 거리는 원의 반지름보다 길 수 있다. 바둑판 길에서 실제 거리가 3km 이내인 곳을 그리면 원이 아니라 꼭짓점이 축 위에 있는 마름모 |x| + |y| ≤ 3이 된다. 그래서 길 거리로 범위를 정하는 서비스는 지도에 그린 경계가 원이 아니라 들쭉날쭉하다.

반경을 늘리는 결정도 원으로 계산한다. 반지름이 3km면 넓이는 9π ≈ 28.3㎢, 4km로 늘리면 16π ≈ 50.3㎢이다. 반경을 1km, 즉 33% 늘렸을 뿐인데 배달할 땅은 1.78배가 된다. 넓이가 반지름의 제곱을 따라가기 때문이다. 배달 시간과 손님 수가 같이 늘어나는 이유다.

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