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해설강의 준비중
가톨릭대 2022학년도 수시 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/catholic/2022su/jayeon_3
논제 1.
+10점 · f(x)가 최고차항의 계수가 1인 삼차함수이고 f(0)=1이므로
f(x)=x3+px2+qx+1이다.
f(x)의 도함수를 g(x)라고 하면 g(x)=f′(x)=3x2+2px+q이고, 도함수 g(x)가 x=0에서 극값을 가지므로 g′(0)=2p=0이다.
따라서 f(x)=x3+qx+1이고 f′(x)=3x2+q이다.
f(x)가 극값을 가지므로 q<0이고, c=−q/3라고 하면 q=−3c2이므로 f(x)=x3−3c2x+1이다.
f′(±c)=0이고 c>0이므로
x=−c에서 극댓값 f(−c)=2c3+1>1을 가지고,
x=c에서 극솟값 f(c)=−2c3+1<1을 가진다. 그러므로 2c3+1=3이고 c=1이다. 따라서 f(x)=x3−3x+1이다.
f(x)가 최고차항의 계수가 1인 삼차함수이고 f(0)=1이므로f(x)=x3+px2+qx+1이다.f(x)의 도함수를 g(x)라고 하면 g(x)=f′(x)=3x2+2px+q이고, 도함수 g(x)가 x=0에서 극값을 가지므로 g′(0)=2p=0이다.따라서 f(x)=x3+qx+1이고 f′(x)=3x2+q이다.f(x)가 극값을 가지므로 q<0이고, c=−q/3라고 하면 q=−3c2이므로 f(x)=x3−3c2x+1이다.f′(±c)=0이고 c>0이므로x=−c에서 극댓값 f(−c)=2c3+1>1을 가지고,x=c에서 극솟값 f(c)=−2c3+1<1을 가진다. 그러므로 2c3+1=3이고 c=1이다. 따라서 f(x)=x3−3x+1이다.
+10점 · f(x)는 x=−1에서 극댓값 3, x=1에서 극솟값 −1을 가진다. 제시문 (ㄴ)의 a는 f(x)의 극솟값이고 b는 f(x)의 극댓값이므로 a=−1,b=3이다.
f(x)는 x=−1에서 극댓값 3, x=1에서 극솟값 −1을 가진다. 제시문 (ㄴ)의 a는 f(x)의 극솟값이고 b는 f(x)의 극댓값이므로 a=−1,b=3이다.
논제 2.
+10점 · −1≤k≤3에 대하여 f(t)=k이고 −1≤t≤1인 t는 유일하게 존재하고,
α≤t≤β,f(α)=f(t)=f(β)=k,f(x)−k=(x−α)(x−t)(x−β)이다.
f(x)−k=f(x)−f(t)=x3−3x−(t3−3t)=(x−t)(x2+tx+t2−3)이므로 α,β는 방정식 x2+tx+t2−3=0의 두 근이다.
따라서 (β−α)2=(β+α)2−4αβ=t2−4(t2−3)=−3t2+12이다.
−1≤k≤3에 대하여 f(t)=k이고 −1≤t≤1인 t는 유일하게 존재하고,α≤t≤β,f(α)=f(t)=f(β)=k,f(x)−k=(x−α)(x−t)(x−β)이다.f(x)−k=f(x)−f(t)=x3−3x−(t3−3t)=(x−t)(x2+tx+t2−3)이므로 α,β는 방정식 x2+tx+t2−3=0의 두 근이다.따라서 (β−α)2=(β+α)2−4αβ=t2−4(t2−3)=−3t2+12이다.