[문제 1-1] 예시 답안
+3점 · 접선의 방정식 y = 2 x − 2 \displaystyle y=2x-2 y = 2 x − 2 을 구하면 y = x 3 − x \displaystyle y=x^{3}-x y = x 3 − x 를 미분하여 d y d x = 3 x 2 − 1 \displaystyle \frac{dy}{dx}=3x^{2}-1 d x d y = 3 x 2 − 1 을 구하고 ( 1 , 0 ) \displaystyle (1,0) ( 1 , 0 ) 에서의 접선의 기울기 2 구한다. 접선이 ( 1 , 0 ) \displaystyle (1,0) ( 1 , 0 ) 를 지나므로, 접선의 방정식은 y = 2 x − 2 \displaystyle y=2x-2 y = 2 x − 2 이다.
+2점 · 교점 ( − 2 , − 6 ) \displaystyle (-2,-6) ( − 2 , − 6 ) 을 구하면 방정식 x 3 − x = 2 x − 2 \displaystyle x^{3}-x=2x-2 x 3 − x = 2 x − 2 를 풀어 교점 ( − 2 , − 6 ) \displaystyle (-2,-6) ( − 2 , − 6 ) 을 구한다.
[문제 1-2] 예시 답안
+5점 · 곡선의 개형을 파악하여 A n = ∫ − 2 − 1 n − 2 ( − x 3 + 3 x − 2 ) d x + ∫ − 2 − 2 + 1 n ( x 3 − 3 x + 2 ) d x \displaystyle A_{n}=\int_{-2-\frac{1}{n}}^{-2}\left(-x^{3}+3x-2\right)dx+\int_{-2}^{-2+\frac{1}{n}}\left(x^{3}-3x+2\right)dx A n = ∫ − 2 − n 1 − 2 ( − x 3 + 3 x − 2 ) d x + ∫ − 2 − 2 + n 1 ( x 3 − 3 x + 2 ) d x 을 구하면 구간 [ − 2 − 1 n , − 2 ] \displaystyle \left[-2-\frac{1}{n},\,-2\right] [ − 2 − n 1 , − 2 ] 에서는 직선 ℓ \displaystyle \ell ℓ 이 곡선 y = x 3 − x \displaystyle y=x^{3}-x y = x 3 − x 위에 있고, 구간 [ − 2 , − 2 + 1 n ] \displaystyle \left[-2,\,-2+\frac{1}{n}\right] [ − 2 , − 2 + n 1 ] 에서는 곡선 y = x 3 − x \displaystyle y=x^{3}-x y = x 3 − x 가 직선 ℓ \displaystyle \ell ℓ 위에 있다. 따라서, 구하고자 하는 넓이는 다음과 같이 주어진다. A n = ∫ − 2 − 1 n − 2 + 1 n ∣ ( x 3 − x ) − ( 2 x − 2 ) ∣ d x = ∫ − 2 − 1 n − 2 ( − x 3 + 3 x − 2 ) d x + ∫ − 2 − 2 + 1 n ( x 3 − 3 x + 2 ) d x \displaystyle A_{n}=\int_{-2-\frac{1}{n}}^{-2+\frac{1}{n}}\left|(x^{3}-x)-(2x-2)\right|dx=\int_{-2-\frac{1}{n}}^{-2}\left(-x^{3}+3x-2\right)dx+\int_{-2}^{-2+\frac{1}{n}}\left(x^{3}-3x+2\right)dx A n = ∫ − 2 − n 1 − 2 + n 1 ( x 3 − x ) − ( 2 x − 2 ) d x = ∫ − 2 − n 1 − 2 ( − x 3 + 3 x − 2 ) d x + ∫ − 2 − 2 + n 1 ( x 3 − 3 x + 2 ) d x
+2점 · 정적분을 계산하여 A n = 1 2 n 4 + 9 n 2 \displaystyle A_{n}=\frac{1}{2n^{4}}+\frac{9}{n^{2}} A n = 2 n 4 1 + n 2 9 를 구하면 위 적분은 직접 계산해도 되지만 치환을 하면 계산이 간단해지므로, 각각 x = − 2 − u \displaystyle x=-2-u x = − 2 − u , x = − 2 + u \displaystyle x=-2+u x = − 2 + u 로 치환하여, A n = ∫ 0 1 n ( u 3 + 6 u 2 + 9 u ) d u + ∫ 0 1 n ( u 3 − 6 u 2 + 9 u ) d u = ∫ 0 1 n ( 2 u 3 + 18 u ) d u = 1 2 n 4 + 9 n 2 \displaystyle A_{n}=\int_{0}^{\frac{1}{n}}\left(u^{3}+6u^{2}+9u\right)du+\int_{0}^{\frac{1}{n}}\left(u^{3}-6u^{2}+9u\right)du=\int_{0}^{\frac{1}{n}}\left(2u^{3}+18u\right)du=\frac{1}{2n^{4}}+\frac{9}{n^{2}} A n = ∫ 0 n 1 ( u 3 + 6 u 2 + 9 u ) d u + ∫ 0 n 1 ( u 3 − 6 u 2 + 9 u ) d u = ∫ 0 n 1 ( 2 u 3 + 18 u ) d u = 2 n 4 1 + n 2 9
+3점 · 극한 lim n → ∞ n 2 A n = 9 \displaystyle \lim_{n\to\infty}n^{2}A_{n}=9 n → ∞ lim n 2 A n = 9 를 구하면 를 구한 후, lim n → ∞ n 2 A n = lim n → ∞ ( 1 2 n 2 + 9 ) = 9 \displaystyle \lim_{n\to\infty}n^{2}A_{n}=\lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{2n^{2}}+9\right)=9 n → ∞ lim n 2 A n = n → ∞ lim ( 2 n 2 1 + 9 ) = 9 를 구한다.
※ 논리 전개 과정이 맞으면 답이 틀리더라도 1 \displaystyle 1 1 ~2 \displaystyle 2 2 점의 부분 점수를 부여함.
※ 채점자는 답안의 완성도에 따라 − 0.5 \displaystyle -0.5 − 0.5 ~+ 0.5 \displaystyle +0.5 + 0.5 점 부여 가능함.