수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

의예과 2번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중
+40점 · 곡선 y=e2x\displaystyle y=e^{2x}위의 점 (t,e2t)\displaystyle (t,e^{2t})에서의 접선의 방정식은y=2e2t(xt)+e2t\displaystyle y=2e^{2t}(x-t)+e^{2t}이므로 f(x)=2e2t(xt)+e2t\displaystyle f(x)=2e^{2t}(x-t)+e^{2t}이다.

곡선 y=e2x\displaystyle y=e^{2x}위의 점 (t,e2t)\displaystyle (t,e^{2t})에서의 접선의 방정식은y=2e2t(xt)+e2t\displaystyle y=2e^{2t}(x-t)+e^{2t}이므로 f(x)=2e2t(xt)+e2t\displaystyle f(x)=2e^{2t}(x-t)+e^{2t}이다.

+40점 · 제시문 (ㄴ)의 함수 g(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g(x)=|f(x)+k-2\ln x|에 대하여, g1(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g_1(x)=f(x)+k-2\ln x라고 하면 g1(x)=f(x)2x=2e2t2x\displaystyle g_1^{\prime}(x)=f^{\prime}(x)-\frac2x=2e^{2t}-\frac2x이므로 함수 g1(x)\displaystyle g_1(x)g1(x)=0\displaystyle g_1^{\prime}(x)=0을 만족하는 x=e2t\displaystyle x=e^{-2t}에서 극솟값 g1(e2t)=(12t)e2t+k+4t+2\displaystyle g_1(e^{-2t})=(1-2t)e^{2t}+k+4t+2을 갖는다. 따라서, x>0\displaystyle x>0인 모든 실수에 대해 함수 g(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g(x)=|f(x)+k-2\ln x|가 미분가능하기 위해서는 g1(e2t)=(12t)e2t+k+4t+20\displaystyle g_1(e^{-2t})=(1-2t)e^{2t}+k+4t+2\geq0. 즉 k(2t1)e2t4t2\displaystyle k\geq(2t-1)e^{2t}-4t-2을 만족해야 하므로, m(t)=(2t1)e2t4t2\displaystyle m(t)=(2t-1)e^{2t}-4t-2이고, h(t)=et(m(t)+2t+1)=et(2t1)et(2t+1)\displaystyle h(t)=e^{-t}(m(t)+2t+1)=e^t(2t-1)-e^{-t}(2t+1)이다.

제시문 (ㄴ)의 함수 g(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g(x)=|f(x)+k-2\ln x|에 대하여, g1(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g_1(x)=f(x)+k-2\ln x라고 하면g1(x)=f(x)2x=2e2t2x\displaystyle g_1^{\prime}(x)=f^{\prime}(x)-\frac2x=2e^{2t}-\frac2x이므로 함수 g1(x)\displaystyle g_1(x)g1(x)=0\displaystyle g_1^{\prime}(x)=0을 만족하는 x=e2t\displaystyle x=e^{-2t}에서 극솟값 g1(e2t)=(12t)e2t+k+4t+2\displaystyle g_1(e^{-2t})=(1-2t)e^{2t}+k+4t+2을 갖는다.따라서, x>0\displaystyle x>0인 모든 실수에 대해 함수 g(x)=f(x)+k2lnx\displaystyle g(x)=|f(x)+k-2\ln x|가 미분가능하기 위해서는 g1(e2t)=(12t)e2t+k+4t+20\displaystyle g_1(e^{-2t})=(1-2t)e^{2t}+k+4t+2\geq0. 즉 k(2t1)e2t4t2\displaystyle k\geq(2t-1)e^{2t}-4t-2을 만족해야 하므로, m=(2t1)e2t4t2\displaystyle m=(2t-1)e^{2t}-4t-2이고,h(t)=et(m+2t+1)=et(2t1)et(2t+1)\displaystyle h(t)=e^{-t}(m+2t+1)=e^t(2t-1)-e^{-t}(2t+1)이다.

+50점 · 한편, h(t)=et(2t1)+2et+et(2t+1)2et=(1+2t)et(12t)et\displaystyle h^{\prime}(t)=e^t(2t-1)+2e^t+e^{-t}(2t+1)-2e^{-t}=(1+2t)e^t-(1-2t)e^{-t}이다. h(0)=0\displaystyle h^{\prime}(0)=0이고, 임의의 양수 t\displaystyle t에 대해 1+2t>12t,  et>et\displaystyle 1+2t>1-2t,\;e^t>e^{-t}에 의해 h(t)>0\displaystyle h^{\prime}(t)>0이므로 t0\displaystyle t\geq0에서 함수 h(t)\displaystyle h(t)는 증가함수이다. h(0)=2,  h(1)=e3e1>0\displaystyle h(0)=-2,\;h(1)=e-3e^{-1}>0이므로 0\displaystyle 01\displaystyle 1사이의 어떤 실수 q\displaystyle q에서 h(q)=0\displaystyle h(q)=0을 만족하고 h(t)=h(t)\displaystyle h(-t)=h(t)이므로 h(q)=0\displaystyle h(-q)=0이다.

한편, h(t)=et(2t1)+2et+et(2t+1)2et=(1+2t)et(12t)et\displaystyle h^{\prime}(t)=e^t(2t-1)+2e^t+e^{-t}(2t+1)-2e^{-t}=(1+2t)e^t-(1-2t)e^{-t}이다.h(0)=0\displaystyle h^{\prime}(0)=0이고, 임의의 양수 t\displaystyle t에 대해 1+2t>12t,  et>et\displaystyle 1+2t>1-2t,\;e^t>e^{-t}에 의해 h(t)>0\displaystyle h^{\prime}(t)>0이므로 t0\displaystyle t\geq0에서 함수 h(t)\displaystyle h(t)는 증가함수이다. h(0)=2,  h(1)=e3e1>0\displaystyle h(0)=-2,\;h(1)=e-3e^{-1}>0이므로 0\displaystyle 01\displaystyle 1사이의 어떤 실수 q\displaystyle q에서 h(q)=0\displaystyle h(q)=0을 만족하고 h(t)=h(t)\displaystyle h(-t)=h(t)이므로 h(q)=0\displaystyle h(-q)=0이다.

+40점 · 모든 실수 t\displaystyle t에 대하여 (t1)20\displaystyle (t-1)^2\geq0이므로 (t1)2h(t)\displaystyle (t-1)^2h(t)q<t<q\displaystyle -q<t<q일 때만 음의 값을 가진다. 따라서, α=q,  β=q\displaystyle \alpha=-q,\;\beta=q일 때 s\displaystyle s가 최소가 된다. 따라서, α+β=0\displaystyle \alpha+\beta=0이다.

모든 실수 t\displaystyle t에 대하여 (t1)20\displaystyle (t-1)^2\geq0이므로 (t1)2h(t)\displaystyle (t-1)^2h(t)q<t<q\displaystyle -q<t<q일 때만 음의 값을 가진다. 따라서, α=q,  β=q\displaystyle \alpha=-q,\;\beta=q일 때 s\displaystyle s가 최소가 된다. 따라서, α+β=0\displaystyle \alpha+\beta=0이다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.