[3-1 풀이]
[풀이] 다항함수 f(x)의 도함수 f′(x)는 다항함수이고 연속함수이므로, 제시문 <가>의 조건에 의해서 f′(5)=0이다. 또한 제시문 <가>의 조건에서 x=5이면 f′(x)=0이다. 한편 g′(x)=f(x)+(x−1)f′(x)−f(x)=(x−1)f′(x) 이므로 g(x)의 증가와 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.
따라서 g(x)는 x=1에서 극소이고 x=5에서 극대이다. 그러므로 g(x)의 극점의 개수는 2이다.
[3-2 풀이]
[풀이] f(x)의 도함수 f′(x)는 다항함수이고 f′(5)=0이므로 f′(x)=(x−5)h(x)인 다항함수 h(x)가 존재한다.
이 때, x<5에서 f′(x)>0이므로 h(x)<0(x<5)이고 x>5에서 f′(x)<0이므로 h(x)<0(x<5)이다. 다항함수 h(x)는 연속함수이므로 모든 실수 x에 대해 h(x)≤0 이다. 따라서 다항함수 h(x)의 최고차항의 차수는 짝수이고 다항함수 f′(x)의 최고차항의 차수는 홀수이다. 그런데 x>5에서 f′(x)<0 이지만Correction. h(x)<0 뒤에 적힌 구간 x<5는 x>5의 오기이다.그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
−3x<f′(x)이므로 ∣f′(x)∣<3∣x∣(x>5)이다. 그러므로 f′(x)는 일차함수 이고 h(x)는 −3 이상의 음의 실수를 값으로 갖는 상수함수이다. 따라서 f′(x)=a(x−5)(−3≤a<0)이고 f(x)=2a(x−5)2+b(−3≤a<0)이다. 그런데 f(x)의 모든 계수는 정수이고 f(5)=0이므로 f(x)=−(x−5)2이다. 따라서 제시문 <나>에 의해
g(x)=−(x−1)(x−5)2−∫1x−(t−5)2dt=−(x−1)(x−5)2+3(x−5)3+64이다.
그러므로 g(1)=0 이고 g(5)=364이다. 따라서 g(x)는 x=1에서 극솟값 0을 갖고 x=5에서 극댓값 364을 갖는 삼차함수이므로, 방정식 g(x)=c 이 서로 다른 세 실근을 갖는 실수 c 의 범위는 0<c<364 이다.