수리논술, 이게 다다.

자연계열 1번

오류 제보

문제

[ 문제 1\displaystyle 1] 다음 제시문을 읽고 문항별로 구체적인 풀이과정과 답을 제시하시오 [70\displaystyle 70점]

(가) 두 함수 f(x),g(x)\displaystyle f ( x ) , g ( x )가 닫힌구간 [a,b]\displaystyle [ a , b ]에서 연속일 때, 두 곡선 y=f(x),y=g(x)\displaystyle y = f ( x ) , y = g ( x )및 두 직선 x=a,x=b\displaystyle x = a , x = b로 둘러싸인 도형의 넓이 S\displaystyle S는 S=∫ab∣f(x)−g(x)∣dx\displaystyle S = \int_{a}^{b} \left| f ( x ) - g ( x ) \right| d x이다.

(나) 양수 a\displaystyle a에 대하여 두 곡선 y=x2,y=ax+3a\displaystyle y = x^{2} , y = \frac{a}{x + 3 a}가 서로 다른 두 점에서 만난다.

(1) 제시문(나)에서 a\displaystyle a의 값을 구하시오. (25\displaystyle 25점)

(2) 이때, 두 곡선 y=x2,y=ax+3a\displaystyle y = x^{2} , y = \frac{a}{x + 3 a}로 둘러싸인 도형의 넓이를 구하시오. (45\displaystyle 45점)

해설강의 준비중

[문제 1−1\displaystyle 1 - 1]

(1) y=x2\displaystyle y = x^{2}와 y=ax+3a\displaystyle y = \frac{a}{x + 3 a}가 서로 다른 두 점에서 만나므로, 방정식 x2=ax+3a\displaystyle x^{2} = \frac{a}{x + 3 a}는 서로 다른 두 실근을 가진다.

(2) x2(x+3a)−a\displaystyle x^{2} ( x + 3 a ) - a를 f(x)\displaystyle f ( x )라 하면, f(x)\displaystyle f ( x )의 도함수 f′(x)=3x2+6ax=3x(x+2a)=0\displaystyle f ^{\prime} ( x ) = 3 x^{2} + 6 a x = 3 x ( x + 2 a ) = 0이 되는 x\displaystyle x좌표 는 0\displaystyle 0과 −2a\displaystyle - 2 a이다.

(3) f(x)=0\displaystyle f ( x ) = 0이 서로 다른 두 근을 가지므로 f(x)\displaystyle f ( x )의 극댓값 혹은 극솟값이 0\displaystyle 0이어야 한다.

극솟값이 0\displaystyle 0인 경우 f(0)=−a\displaystyle f ( 0 ) = - a이며 a\displaystyle a는 양의 실수이므로 이 경우는 극값이 0\displaystyle 0이 될 수 없다.

극댓값이 0\displaystyle 0인 경우 f(−2a)=0\displaystyle f ( - 2 a ) = 0이어야 한다.

(4) f(−2a)=(−2a)2(−2a+3a)−a=4a3−a=0\displaystyle f ( - 2 a ) = ( - 2 a )^{2} ( - 2 a + 3 a ) - a = 4 a^{3} - a = 0이다. 따라서 양의 실수 a\displaystyle a는 12\displaystyle \frac{1}{2}이다.

[문제 1−2\displaystyle 1 - 2]

(1) 문제 [1−1\displaystyle 1 - 1]에서 구한 a\displaystyle a를 f(x)\displaystyle f ( x )에 대입하면 f(x)=x3+32x2−12=(x2+2x+1)(x−12)\displaystyle f ( x ) = x^{3} + \frac{3}{2} x^{2} - \frac{1}{2} = \left( x^{2} + 2 x + 1 \right) \left( x - \frac{1}{2} \right)

이다. 두 곡 선의 교점의 x\displaystyle x좌표는 각각 −1\displaystyle - 1과 12\displaystyle \frac{1}{2}이다.

(2) −1≤x≤12\displaystyle - 1 \le x \le \frac{1}{2}의 구간에서 두 곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이는 ∫−112ax+3adx−∫−112x2dx\displaystyle \int_{- 1}^{\frac{1}{2}} \frac{a}{x + 3 a} d x - \int_{- 1}^{\frac{1}{2}} x^{2} d x이다.

(3) ∫−112ax+3adx−∫−112x2dx=[aln⁡(x+3a)−13x3]−112=[12ln⁡(x+32)−13x3]−112\displaystyle \int_{- 1}^{\frac{1}{2}} \frac{a}{x + 3 a} d x - \int_{- 1}^{\frac{1}{2}} x^{2} d x = \Biggl[ a \ln ( x + 3 a ) - \frac{1}{3} x^{3} \Biggr]_{- 1}^{\frac{1}{2}} = \Biggl[ \frac{1}{2} \ln \left( x + \frac{3}{2} \right) - \frac{1}{3} x^{3} \Biggr]_{- 1}^{\frac{1}{2}}

(4) 따라서, 도형의 넓이는 ln⁡2−38\displaystyle \ln 2 - \frac{3}{8}이다.

하위 문항채점 기준배점
문제 1-1전 과정을 옳게 서술하였고 답을 구한 경우100
문제 1-1(1)~(4)의 과정을 전개하였으나 답이 틀린 경우80
문제 1-1(1)~(2)의 과정을 통해 극값의 x\displaystyle x좌표를 올바르게 구한 경우40
문제 1-1(1)과 같이 연립한 방정식을 세운 경우20
문제 1-1문제의 의미를 알지 못함0
문제 1-2전 과정을 옳게 서술하였고 답을 구한 경우100
문제 1-2(1)~(3)의 과정을 전개하였으나 답이 틀린 경우90
문제 1-2(1)~(2)의 과정을 통해 교점을 이용하여 두 곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이를 정적분으로 유도한 경우50
문제 1-2(1)과 같이 교점의 x\displaystyle x좌표를 구한 경우20
문제 1-2문제의 의미를 알지 못함0

※ 채점 기준은 문항의 출제의도에 대한 평가를 위한 것이어야 함.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.