+10점 · 음함수의 미분법을 이용하여 f(x)의 미분값을 계산하였다.1. 음함수의 미분법에 의해 (3y2+6y+4)y′=1, 즉 y′=3y2+6y+41=3(y+1)2+11>0이다.
+10점 · f(x)가 일대일 함수임을 설명하였다.따라서 함수 f(x)는 증가함수이고 일대일 함수이다.
+10점 · g(x)와 h(x)가 한 점에서 만날 조건을 제시하였다.2. 함수 g(x)와 h(x)가 한 점에서 만날 조건은 함수 g(x)가 함수 y=x와 만날 조건과 동치이다.
+10점 · g(x)가 정의역에서 해를 가질 조건을 어떤 삼차 방정식이 해를 가질 조건과 같음을 보였다.g(x)의 정의에 의해g(x)3+3g(x)2+4g(x)+1=f(x+k)3+3f(x+k)2+4f(x+k)+1=x+k이므로, g(x)=x가 g(x)의 정의역 {x∣x≥−k}에서 해를 가질 조건은 삼차 방정식 x3+3x2+4x+1=x+k, 즉, x3+3x2+3x+(1−k)=0이 {x∣x≥−k}에서 해를 가질 조건과 같다.
+20점 · 미분법을 활용하여 구하는 소수점 아래 첫째자리가 3임을 보였다.p(x)=x3+3x2+3x+(1−k) (x≥−k)라 두자. p′(x)=3x2+6x+3=3(x+1)2≥0이므로 p(x)는 증가함수이다. 따라서 p(x)=0이고 x≥−k인 x가 한 개 이상 존재하기 위해서는 p(−k)=−k3+3k2−4k+1≤0이어야만 한다. q(k)=−k3+3k2−4k+1이라 두면, q′(k)=−3k2+6k−4=−3(k−1)2−1≤0이므로 감소함수이다. 그런데 q(0.3)=0.043>0이고 q(0.4)=−0.184<0이므로 q(k)≤0인 k의 최솟값은 0.3⋯이다. 따라서 구하는 답은 3이다.
+10점 · 점 Q와 R의 좌표를 계산하였다.3. 곡선 y=f(x) 위의 점 Q(−1,−1)에서 그은 접선의 방정식은 y=f′(−1)(x+1)−1=−x이다. 따라서 R의 좌표는 (0,0)이다.Correction. 접선의 방정식 끝에 쓴 −x는 x의 오기이다. f′(−1)=1이므로 접선은 y=x이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
+15점 · 선분 PR, 선분 QR와 곡선 y=f(x)에 의해 둘러싸인 영역의 넓이를 a에 대한 4차식으로 표현하였다.한편, f(x)의 역함수를 r(x)라 하면 r(x)=x3+3x2+4x+1이다. 또한 r(x)≥x가 (x+1)3≥0과 동치이므로 구간 [−1,0]에서 r(x)≥x, 즉 x≥f(x)가 성립한다. 이로부터 S를 좌표가 (0,−1)인 점이라 하면(선분 PR, 선분 QR와 곡선 y=f(x)에 의해 둘러싸인 영역의 넓이)= (삼각형 QRS의 넓이) −∫−1a∣r(x)∣dx=21⋅1⋅1+∫−1a(x3+3x2+4x+1)dx=4a4+a3+2a2+a+41.
+15점 · 선분 PR, 선분 QR와 곡선 y=f(x)에 의해 둘러싸인 영역의 넓이를 a에 대한 2차식으로 표현하였다.그런데 a의 정의에 의해 a3+3a2+4a+1=0가 성립하므로,4a4+a3+2a2+a+41=41(a3+4a2+3a+1)=41(a2−a)이다. 정리하면(선분 PR, 선분 QR와 곡선 y=f(x)에 의해 둘러싸인 영역의 넓이)=41(a2−a)를 얻는다.