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가톨릭대 2017학년도 수시 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/catholic/2017su/jayeon_2
+4점 · 제시문 (ㄱ)에서 주어진 함수 f(x)를 x에 대하여 미분하면 다음과 같다.
f′(x)=3ax2−6ax+4a
제시문 (ㄱ)에서 주어진 함수 f(x)를 x에 대하여 미분하면 다음과 같다.f′(x)=3ax2−6ax+4a
+6점 · 도함수를 정리하면 다음과 같다.
f′(x)=3a(x2−2x+1+31)=3a((x−1)2+31)
도함수를 정리하면 다음과 같다.f′(x)=3a(x2−2x+1+31)=3a((x−1)2+31)
+5점 · i) a>0일 때 모든 실수 x에 대하여 f′(x)>0이므로
제시문 (ㄷ)에서 주어진 함수의 증가와 감소의 판정에 의해
함수 f(x)는 실수 전체에서 증가한다.
i) a>0일 때 모든 실수 x에 대하여 f′(x)>0이므로제시문 (ㄷ)에서 주어진 함수의 증가와 감소의 판정에 의해함수 f(x)는 실수 전체에서 증가한다.
+5점 · ii) a<0일 때 모든 실수 x에 대하여 f′(x)<0이므로
제시문 (ㄷ)에서 주어진 함수의 증가와 감소의 판정에 의해
함수 f(x)는 실수 전체에서 감소한다.
ii) a<0일 때 모든 실수 x에 대하여 f′(x)<0이므로제시문 (ㄷ)에서 주어진 함수의 증가와 감소의 판정에 의해함수 f(x)는 실수 전체에서 감소한다.
+3점 · i) a=0인 경우,
제시문 (ㄱ)에서 주어진 함수는 f(x)=−b가 되어 방정식 f(x)=0이 구간 [0,1]에서 실근을 갖기 위해서는 b=0이어야 한다. 따라서 (a,b)=(0,0)이다.
i) a=0인 경우,제시문 (ㄱ)에서 주어진 함수는 f(x)=−b가 되어 방정식 f(x)=0이 구간 [0,1]에서 실근을 갖기 위해서는 b=0이어야 한다. 따라서 (a,b)=(0,0)이다.
+7점 · ii) a=0인 경우.
논제 1)에 의해서, 함수 f(x)는 실수 전체에서 증가(a>0)하거나, 감소(a<0)한다. 따라서 방정식 f(x)=0은 실수 전체에서 많아야 하나의 실근을 갖는다.
방정식 f(x)=0이 구간 [0,1]에서 하나의 실근을 갖기 위해서는 f(0)=0또는 f(1)=0또는, 제시문 (ㄹ)의 사잇값 정리에 의해서, 다음의 식을 만족하여야 한다.
f(0)f(1)=(a2−b)(a2+2a−b)<0
즉,
{a2−b≥0a2+2a−b≤0또는{a2−b≤0a2+2a−b≥0
를 만족하여야 한다.
ii) a=0인 경우.논제 1)에 의해서, 함수 f(x)는 실수 전체에서 증가(a>0)하거나, 감소(a<0)한다. 따라서 방정식 f(x)=0은 실수 전체에서 많아야 하나의 실근을 갖는다.방정식 f(x)=0이 구간 [0,1]에서 하나의 실근을 갖기 위해서는 f(0)=0또는 f(1)=0또는, 제시문 (ㄹ)의 사잇값 정리에 의해서, 다음의 식을 만족하여야 한다.f(0)f(1)=(a2−b)(a2+2a−b)<0즉,{a2−b≥0a2+2a−b≤0또는{a2−b≤0a2+2a−b≥0를 만족하여야 한다.
+5점 · i), ii)와 제시문 (ㄴ)의 조건 i)에 의해서, 제시문 (ㄴ)의 영역은 b=a2+2a,b=a2,a=±n으로 둘러싸인 영역이다. 넓이 An는
An=∫−nn∣(a2+2a)−a2∣da=4∫0nada=2n이다.
i), ii)와 제시문 (ㄴ)의 조건 i)에 의해서, 제시문 (ㄴ)의 영역은 b=a2+2a,b=a2,a=±n으로 둘러싸인 영역이다. 넓이 An는An=∫−nn∣(a2+2a)−a2∣da=4∫0nada=2n이다.
+5점 · 위의 An으로부터,
n=1∑∞n+1An=n=1∑∞n+12n이다.
n→∞limn+12n=2=0이므로 급수 n=1∑∞n+1An은 발산한다.
위의 An으로부터,n=1∑∞n+1An=n=1∑∞n+12n이다.n→∞limn+12n=2=0이므로 급수 n=1∑∞n+1An은 발산한다.