수리논술, 이게 다다.

자연계열 2번

오류 제보

문제

[문제 2] 실수 A,B,C,D\displaystyle A,B,C,D가 다음과 같이 주어질 때, 아래 물음에 답하시오. [30점]A=∫01x2021(1−x)2021dx,B=∫01x2022(1−x)2022dx,\displaystyle A=\int_{0}^{1}x^{2021}(1-x)^{2021}dx,\quad B=\int_{0}^{1}x^{2022}(1-x)^{2022}dx,C=∫01x2022(1−x)2021dx,D=∫01x2023(1−x)2021dx\displaystyle C=\int_{0}^{1}x^{2022}(1-x)^{2021}dx,\quad D=\int_{0}^{1}x^{2023}(1-x)^{2021}dx

(1) B+D=C\displaystyle B+D=C임을 보이시오.

(2) B=20222023D\displaystyle B=\frac{2022}{2023}D임을 보이시오.

(3) A−B−C=D\displaystyle A-B-C=D임을 보이고, B=10114045A\displaystyle B=\frac{1011}{4045}A임을 보이시오.

해설강의 준비중

(1) B+D=C\displaystyle B+D=C임을 보이시오.풀이: 정적분의 성질에 따라 다음을 얻는다.B+D=∫01(x2022(1−x)2022+x2023(1−x)2021)dx=∫01x2022(1−x)2021((1−x)+x)dx=∫01x2022(1−x)2021dx=C\displaystyle \begin{aligned}B+D&=\int_{0}^{1}(x^{2022}(1-x)^{2022}+x^{2023}(1-x)^{2021})dx\\&=\int_{0}^{1}x^{2022}(1-x)^{2021}((1-x)+x)dx=\int_{0}^{1}x^{2022}(1-x)^{2021}dx=C\end{aligned}

(2) B=20222023D\displaystyle B=\frac{2022}{2023}D임을 보이시오.풀이: 정적분 B=∫01x2022(1−x)2022dx\displaystyle B=\int_{0}^{1}x^{2022}(1-x)^{2022}dx에 x2022\displaystyle x^{2022}을 적분하고 (1−x)2022\displaystyle (1-x)^{2022}을 미분하여 부분적분법을 적용하면 다음을 얻는다.B=[x20232023(1−x)2022]01−∫01x202320232022(1−x)2021(−1)dx=20222023∫01x2023(1−x)2021dx=20222023D\displaystyle B=\Biggl[\frac{x^{2023}}{2023}(1-x)^{2022}\Biggr]_{0}^{1}-\int_{0}^{1}\frac{x^{2023}}{2023}2022(1-x)^{2021}(-1)dx=\frac{2022}{2023}\int_{0}^{1}x^{2023}(1-x)^{2021}dx=\frac{2022}{2023}D

(3) A−B−C=D\displaystyle A-B-C=D임을 보이고, B=10114045A\displaystyle B=\frac{1011}{4045}A임을 보이시오.풀이: 정적분의 성질에 따라 정적분 A−B−C\displaystyle A-B-C를 다음과 같이 나타낸다.A−B−C=∫01(x2021(1−x)2021−x2022(1−x)2022−x2022(1−x)2021)dx=∫01x2021(1−x)2021(1−x(1−x)−x)dx=∫01x2021(1−x)2021(1−x)2dx=∫01x2021(1−x)2023dx\displaystyle \begin{aligned}A-B-C&=\int_{0}^{1}(x^{2021}(1-x)^{2021}-x^{2022}(1-x)^{2022}-x^{2022}(1-x)^{2021})dx\\&=\int_{0}^{1}x^{2021}(1-x)^{2021}(1-x(1-x)-x)dx\\&=\int_{0}^{1}x^{2021}(1-x)^{2021}(1-x)^{2}dx\\&=\int_{0}^{1}x^{2021}(1-x)^{2023}dx\end{aligned}이제 t=1−x\displaystyle t=1-x로 놓으면 dtdx=−1\displaystyle \frac{dt}{dx}=-1이고, x=0\displaystyle x=0일 때 t=1\displaystyle t=1, x=1\displaystyle x=1일 때 t=0\displaystyle t=0이므로∫01x2021(1−x)2023dx=∫10(1−t)2021t2023(−dt)=∫01t2023(1−t)2021dt=D\displaystyle \int_{0}^{1}x^{2021}(1-x)^{2023}dx=\int_{1}^{0}(1-t)^{2021}t^{2023}(-dt)=\int_{0}^{1}t^{2023}(1-t)^{2021}dt=D이다. 따라서 A−B−C=D\displaystyle A-B-C=D이다.문항 (2)의 B=20222023D\displaystyle B=\frac{2022}{2023}D에서 D=20232022B\displaystyle D=\frac{2023}{2022}B를 얻고, 문항 (1)의 B+D=C\displaystyle B+D=C에 대입하면C=B+20232022B=40452022B\displaystyle C=B+\frac{2023}{2022}B=\frac{4045}{2022}B를 얻는다. 이제 A−B−C=D\displaystyle A-B-C=D로부터A=B+C+D=B+40452022B+20232022B=2⋅40452022B\displaystyle A=B+C+D=B+\frac{4045}{2022}B+\frac{2023}{2022}B=\frac{2\cdot4045}{2022}B이며, 정리하면 B=10114045A\displaystyle B=\frac{1011}{4045}A를 얻는다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.