[2-1 풀이]
[풀이] 제시문 <가>를 이용하여 ∫1xf(t)dt=xlnx−x+1의 양변을 미분하면 f(x)=lnx가 된다.
제시문 <나>를 이용하여 ef(x)는 elnx=x가 된다. 따라서 ∫12ef(x)f(x)dx=∫12xlnxdx가 된다.
여기서 lnx=t로 치환을 하면 xdx=dt이며, 적분구간은 x=1일 때 t=0, x=2일 때 t=ln2 이다.
그러므로 ∫12xlnxdx=∫0ln2tdt가 된다. 따라서, 답은 21(ln2)2이다.
[2-2 풀이]
[풀이] 제시문 <다>를 이용하면, n→∞limn21[ln(1+n1)+2ln(1+n2)+3ln(1+n3)+⋯+nln(1+nn)]는
n→∞limn21k=1∑nkln(1+nk)=n→∞limn1k=1∑nnkln(1+nk)=∫01xln(1+x)dx가 된다.
여기서 부분적분을 이용하면 ∫01xln(1+x)dx=[21x2ln(1+x)]01−21∫01x21+x1dx가 되고
21∫011+xx2dx=21∫01(x−1)dx+21∫011+x1dx이므로 21∫011+xx2dx=21[21x2−x]01+21[ln(1+x)]01가 된다.
그러므로 ∫01xln(1+x)dx=[21x2ln(1+x)]01−21[21x2−x]01−21[ln(1+x)]01 가 된다. 따라서, 답은 41이다.