수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 II 1번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중
+30점

【물음 1】① 구하고자 하는 이차함수를 f(x)\displaystyle f(x)라고 하고f(x)=Lp(x)+Mq(x)+Nr(x)\displaystyle f(x)=Lp(x)+Mq(x)+Nr(x)이라 두고 상수 L,M,N\displaystyle L,M,N을 구하기 위해 [물음]에서 주어진 함수 f(x)\displaystyle f(x)의 상황과 [제시문2] 주어진 세 이차함수 p(x)\displaystyle p(x), q(x)\displaystyle q(x), r(x)\displaystyle r(x)의 성질을 사용한다.② ①에서 설정한 등식의 양변에 각각 x=a,0,a\displaystyle x=-a,0,a를 대입해보면 다음을 얻을 수 있다.b=f(a)=Lp(a)+Mq(a)+Nr(a)=L,\displaystyle b=f(-a)=Lp(-a)+Mq(-a)+Nr(-a)=L,2b3=f(0)=Lp(0)+Mq(0)+Nr(0)=M,\displaystyle \frac{2b}{3}=f(0)=Lp(0)+Mq(0)+Nr(0)=M,b=f(a)=Lp(a)+Mq(a)+Nr(a)=N\displaystyle b=f(a)=Lp(a)+Mq(a)+Nr(a)=N

+30점

【물음 2】① [물음]의 전제와 [제시문1]로부터 x=g(t)=12ddx(et+et)=12(etet)\displaystyle x=g(t)=\frac{1}{2}\frac{d}{dx}(e^t+e^{-t})=\frac{1}{2}(e^t-e^{-t})라 치환하여 x2+1dx\displaystyle \sqrt{x^2+1}dx를 계산하면 x2+1dx=14(et+et)2=14(e2t+e2t+2)\displaystyle \sqrt{x^2+1}dx=\frac{1}{4}(e^t+e^{-t})^2=\frac{1}{4}(e^{2t}+e^{-2t}+2)이다.Correction. ①의 미분 연산자 ddx\displaystyle \frac{d}{dx}ddt\displaystyle \frac{d}{dt}가 되어야 하며, 이어지는 치환식의 오른쪽 두 항에는 각각 dt\displaystyle dt가 빠져 있다. 올바른 식은 x2+1dx=14(et+et)2dt=14(e2t+e2t+2)dt\displaystyle \sqrt{x^2+1}dx=\frac14(e^t+e^{-t})^2dt=\frac14(e^{2t}+e^{-2t}+2)dt이다. 그러나 원문 표기는 그대로 실었다.② ①의 결과를 이용하여 주어진 정적분을 계산하기 좋은 정적분으로 다음과 같이 치환한다.g(0)g(a)x2+1dx=140a(e2t+e2t+2)dt\displaystyle \int_{g(0)}^{g(a)}\sqrt{x^2+1}dx=\frac{1}{4}\int_0^a(e^{2t}+e^{-2t}+2)dt③ 마지막으로 ② 정적분으로 다음과 같이 정확히 계산한다.012(eaea)x2+1dx=18(e2ae2a+4a)\displaystyle \int_0^{\frac{1}{2}(e^a-e^{-a})}\sqrt{x^2+1}dx=\frac{1}{8}(e^{2a}-e^{-2a}+4a)

+40점

【물음 3】① 주어진 상황에서 a=4(e2e2),b=e4+e4\displaystyle a=4(e^2-e^{-2}),b=e^4+e^{-4}라고 하고 주케이블의 현수재 위치를 원점으로 설정하면 다음과 같은 이차함수 그래프를 얻을 수 있다.

주 케이블의 이차함수 그래프

따라서 [물음 1]의 결과를 이용하여 케이블에 대한 이차함수 f(x)\displaystyle f(x)를 다음과 같이 계산할 수 있다.f(x)=bp(x)+2q(x)+br(x)=x216+2\displaystyle f(x)=bp(x)+2q(x)+br(x)=\frac{x^2}{16}+2② 이차함수 f(x)\displaystyle f(x)y\displaystyle y축에 대칭이므로 [제시문 3]의 곡선의 길이 구하는 공식에 의하여 주 케이블의 길이는 s=204(e2e2)1+(x8)2dx\displaystyle s=2\int_0^{4(e^2-e^{-2})}\sqrt{1+\left(\frac{x}{8}\right)^2}dx이고 y=x8\displaystyle y=\frac{x}{8}로 치환하면 s=16012(e2e2)1+x2dx\displaystyle s=16\int_0^{\frac{1}{2}(e^2-e^{-2})}\sqrt{1+x^2}dx임을 알 수 있다.③ 따라서 a=2, x=g(t)=12(etet)\displaystyle a=2,\ x=g(t)=\frac{1}{2}(e^t-e^{-t})이라고 하면 [물음 2]의 결과로부터 케이블의 길이 s\displaystyle s는 다음과 같이 계산할 수 있다.s=2(e4e4+8)\displaystyle s=2(e^4-e^{-4}+8)

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.