+15점 · 양수 a의 값을 구했는가?1.f(x)=∫0xt+1ln(t+1)+adt=∫aln(x+1)+asds=[21s2]aln(x+1)+a=21(ln(x+1)+a)2−21a2≥−21a2이고, x=e−a−1에서 최소값 −21a2을 갖는다.따라서 a=1이고, f(x)=21[ln(x+1)]2+ln(x+1)이다.
+15점 · f(x)를 치환하여 정적분을 구했는가?f(x)를 미분하면 f′(x)=ln(x+1)x+11+x+11=x+1ln(x+1)+1이다.정적분 ∫0e2−1x+1[ln(x+1)+1][f(x)]3dx을 구하기 위하여 f(x)=t로 치환하여 적분하면,∫0e2−1x+1[ln(x+1)+1][f(x)]3dx=∫04t3dt=[41t4]04=43=64이다.
+15점 · f(x)의 부정적분을 구했는가?2. f(x)와 x축과의 교점을 구하면,f(x)=0 ⇒ 21(ln(x+1))2+ln(x+1)=0 ⇒ ln(x+1)=0 or −2 ⇒ x=0 or x=e−2−1따라서 구하고자 하는 정적분은 다음과 같이 나눌 수 있다.∫e−3−10∣f(x)∣dx=∫e−3−1e−2−1f(x)dx−∫e−2−10f(x)dx ---------------- ①우선 f(x)의 부정적분을 구하면,∫f(x)dx=∫[21(ln(x+1))2+ln(x+1)]dx=21∫(ln(x+1))2dx+∫ln(x+1)dx=21[(x+1)(ln(x+1))2−∫(x+1)2ln(x+1)x+11dx]+∫ln(x+1)dx=21(x+1)(ln(x+1))2.
+15점 · 구간을 나누어 정적분을 구했는가?등식 ①의 오른쪽 첫 번째 적분을 구하면,∫e−3−1e−2−1f(x)dx=21(x+1)[(ln(x+1))2]e−3−1e−2−1=21e−2(−2)2−21e−3(−3)2=2e−2−29e−3.등식 ①의 오른쪽 두 번째 적분을 구하면,∫e−2−10f(x)dx=[21(x+1)[ln(x+1)]2]e−2−10=0−21e−2×(−2)2=−2e−2.그러므로 구하는 정적분은 ∫e−3−10∣f(x)∣dx=4e−2−29e−3이다.
+20점 · 평균값 정리를 잘 적용했는가?3. f′(x)=x+1ln(x+1)+1이고, 양의 실수 x에 대하여 f′′(x)=(x+1)2−ln(x+1)<0이다.그러므로 f′(x)는 감소함수이다. 평균값 정리에 의해 아래의 ①과 ②가 성립한다.① x1과 x2사이에 c1이 존재하여 f′(c1)=x2−x1f(x2)−f(x1)=x[f(x2)−f(x1)]을 만족한다.② x2와 x3사이에 c2가 존재하여 f′(c2)=x3−x2f(x3)−f(x2)=x[f(x3)−f(x2)]을 만족한다.
+20점 · f′(x)가 감소함수임을 보이고 평균값 정리에서 얻어진 식으로 부등식을 증명했는가?x>0에서 함수 f′(x)는 감소함수이고 c1<c2이므로, f′(c1)>f′(c2)이다.따라서 x[f(x2)−f(x1)]>x[f(x3)−f(x2)]이고 x>0이므로,f(x2)−f(x1)>f(x3)−f(x2)이다.그러므로 양의 실수 x에 대하여 부등식 2f(x2)>f(x1)+f(x3)이 성립한다.