타원 2x2+y2=1을 C라 하고 a>1, b>1인 실수 a,b에 대해 좌표가 (a,b)인 점을 A라 하자. 타원 C 위의 점 중에서 점 A까지의 거리가 최소가 되는 점의 좌표를 (x0,y0)라 하면, 이 점의 x좌표인 x0은 다음의 4차 다항함수 f(x)에 대하여 f(x0)=0을 만족한다.
f(x)=2x4+4ax3+(가)x2−2ax−a2
1.위 제시문의 (가)에 알맞은 식은 무엇인가?
2.a<23b일 때, 함수 f(x)의 그래프의 개형을 그리시오.
3.x0=21일 때, b의 값을 a를 이용하여 나타내시오.
해설강의 준비중
한양대 서울캠퍼스 2019학년도 모의 2회 자연계열 2번 · mathesis.kr/archive/hanyang_seoul/2019mo_2/jayeon_2
1. 거리가 최소가 되기 위한 필요조건은 점 A와 점 (x0,y0)를 연결하는 직선이 (x0,y0)에서의 접선에 수직이 되는 것이다. 접선의 기울기는 −y2x이므로,x0−ay0−b=2x0y0, 즉, y0=x0+a2bx0가 되고 이를 2x2+y2=1에 대입하면,2x4+4ax3+(2a2+4b2−1)x2−2ax−a2=0따라서 답은 2a2+4b2−1.
2. f′(x)=8x3+12ax2+2(2a2+4b2−1)x−2a,f′′(x)=24x2+24ax+2(2a2+4b2−1)인데,f′′(x)의 판별식은 D=−192(−a2+4b2−1)이다.a<23b로부터 −a2+4b2−1>−49b2+4b2−1=47b2−1>0이므로 D<0이 되어 f′′(x)>0이다.따라서 f′(x)는 증가함수이며 실근을 오직 하나만 가지며 이 실근은 양수이다.(f′(0)=−2a<0이므로.)이 실근을 x∗라 하면 f(x)의 그래프는 다음과 같은 개형을 가진다.