수리논술, 이게 다다.

자연계열 3번

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문제

[문제 3] 다음 제시문 <가> ~ <나>를 읽고 물음에 답하시오.

<가> 실수계수를 갖는 이차방정식 ax2+bx+c=0\displaystyle ax^2+bx+c=0의 두 근을 α\displaystyle \alpha, β\displaystyle \beta라 하고 D=b2−4ac\displaystyle D=b^2-4ac라 하자. (단, a≠0\displaystyle a\ne0)1) D>0\displaystyle D>0이면 서로 다른 두 실근을 갖는다.2) D=0\displaystyle D=0이면 중근을 갖는다.

<나> 미분 가능한 두 함수 y=f(u)\displaystyle y=f(u), u=g(x)\displaystyle u=g(x)에 대하여 합성함수 y=f(g(x))\displaystyle y=f(g(x))의 도함수는 다음과 같다.{f(g(x))}′=f′(g(x))⋅g′(x)\displaystyle \{f(g(x))\}^{\prime}=f^{\prime}(g(x))\cdot g^{\prime}(x)

3-1. 함수 f(x)=(x−4)ex\displaystyle f(x)=(x-4)e^x에 대하여 점 (b,0)\displaystyle (b,0)에서 서로 다른 2개의 접선을 그을 수 있다. 이 때, b\displaystyle b의 값이 될 수 없는 정수를 모두 구하여라. [15점]

3-2. 함수 f(x)=(x−4)ex\displaystyle f(x)=(x-4)e^x과 실수 t\displaystyle t에 대하여 기울기가 t\displaystyle t인 직선이 y=f(x)\displaystyle y=f(x)에 접할 때, 접점의 x\displaystyle x좌표를 g(t)\displaystyle g(t)라 하자. 점 (4,0)\displaystyle (4,0)에서 함수 f(x)\displaystyle f(x)에 대한 접선의 기울기가 a\displaystyle a일 때, 미분 가능한 함수 g(t)\displaystyle g(t)에 대하여 g′(a)\displaystyle g^{\prime}(a)를 구하여라. (단, x>2\displaystyle x>2) [15점]

해설강의 준비중
[15점] · 3-1

3-1.[풀이]y=(x−4)ex⇒y′=(x−3)ex\displaystyle y=(x-4)e^x\Rightarrow y^{\prime}=(x-3)e^x곡선 위의 점 (x1,(x1−4)ex1)\displaystyle (x_1,(x_1-4)e^{x_1})에서의 접선의 방정식 y−(x1−4)ex1=(x1−3)ex1(x−x1)\displaystyle y-(x_1-4)e^{x_1}=(x_1-3)e^{x_1}(x-x_1)(b,0)\displaystyle (b,0)을 지나므로 −(x1−4)ex1=(x1−3)ex1(b−x1)\displaystyle -(x_1-4)e^{x_1}=(x_1-3)e^{x_1}(b-x_1)⇒−(x1−4)=(x1−3)(b−x1)\displaystyle \Rightarrow-(x_1-4)=(x_1-3)(b-x_1)⇒(x1−b)(x1−3)=x1−4\displaystyle \Rightarrow(x_1-b)(x_1-3)=x_1-4⇒x12−(3+b)x1+3b=x1−4\displaystyle \Rightarrow x_1^2-(3+b)x_1+3b=x_1-4⇒x12−(4+b)x1+3b+4=0\displaystyle \Rightarrow x_1^2-(4+b)x_1+3b+4=0서로 다른 두 실근 : (4+b)2−4(3b+4)>0\displaystyle (4+b)^2-4(3b+4)>0⇒b2+8b+16−12b−16>0\displaystyle \Rightarrow b^2+8b+16-12b-16>0⇒b2−4b>0\displaystyle \Rightarrow b^2-4b>0⇒b>4,b<0\displaystyle \Rightarrow b>4,b<0정수 : b=0,1,2,3,4\displaystyle b=0,1,2,3,4

[15점] · 3-2

3-2.[풀이]f′(g(t))=t\displaystyle f^{\prime}(g(t))=tg(t)=x\displaystyle g(t)=x라하면 t=f′(g(t))=f′(x)=(x−3)ex\displaystyle t=f^{\prime}(g(t))=f^{\prime}(x)=(x-3)e^x⇒g((x−3)ex)=x\displaystyle \Rightarrow g((x-3)e^x)=x양변을 미분하면⇒g′((x−3)ex)⋅(x−2)ex=1\displaystyle \Rightarrow g^{\prime}((x-3)e^x)\cdot(x-2)e^x=1⇒g′((x−3)ex)=1(x−2)ex\displaystyle \Rightarrow g^{\prime}((x-3)e^x)=\frac1{(x-2)e^x}g′(e4)=12e4\displaystyle g^{\prime}(e^4)=\frac1{2e^4}

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