수리논술, 이게 다다.

자연계열 4번

오류 제보

문제

제시문 2

(가) 함수 f(x)\displaystyle f(x)가 닫힌구간 [a,b]\displaystyle [a,b]에서 연속일 때, 곡선 y=f(x)\displaystyle y=f(x)와 x\displaystyle x축 및 두 직선 x=a,x=b\displaystyle x=a,x=b로 둘러싸인 도형의 넓이 S\displaystyle S는 다음과 같다.S=∫ab∣f(x)∣dx\displaystyle S=\int_a^b|f(x)|dx

(나) 함수 f(x)\displaystyle f(x)가 닫힌구간 [a,b]\displaystyle [a,b]에서 연속이면 이 구간에서 반드시 최댓값과 최솟값을 갖는다. 이때 구간에서 극값과 f(a),f(b)\displaystyle f(a),f(b)중에서 가장 큰 값이 f(x)\displaystyle f(x)의 최댓값이고, 가장 작은 값이 f(x)\displaystyle f(x)의 최솟값이다.

(다) [그림 3]은 원점을 지나는 곡선 y=f(x)\displaystyle y=f(x)를 나타낸 것이다. 함수 f(x)\displaystyle f(x)는 미분가능한 함수이고 f(−2)=20\displaystyle f(-2)=20과 f′(−2)=−2\displaystyle f^{\prime}(-2)=-2를 만족한다. x=t\displaystyle x=t일 때 곡선 y=f(x)\displaystyle y=f(x)와 만나고 원점을 지나는 직선을 l\displaystyle l이라 하자. (단, t<0\displaystyle t<0)

(라) [그림 4]는 0≤x≤π3\displaystyle 0\le x\le\frac\pi3에서 정의된 두 g(x)=12tan⁡x, h(x)=sin⁡x, 0≤x≤π3\displaystyle g(x)=\frac12\tan x,\ h(x)=\sin x,\ 0\le x\le\frac\pi3의 그래프를 그린 것이다.Correction. ‘두’ 뒤에 ‘함수’가 빠졌다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.

그림 3: 곡선과 직선 사이의 넓이, 그림 4: 두 삼각함수 사이의 길이

[문제 4] (서술형) (라)에서 직선 y=t (0≤t≤32)\displaystyle y=t\ \left(0\le t\le\frac{\sqrt3}2\right)가 두 함수 y=g(x)\displaystyle y=g(x)와 y=h(x)\displaystyle y=h(x)의 그래프와 만나는 두 점을 잇는 선분의 길이를 L(t)\displaystyle L(t)라 하자. tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)의 값과 L(t)\displaystyle L(t)가 최대가 될 때의 t2\displaystyle t^2의 값을 구하고 풀이 과정을 쓰시오. [35점]

해설강의 준비중

[문제 4] 정답: tan⁡L(14)=15−2215+1, t2=−3+218\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)=\frac{\sqrt{15}-2}{2\sqrt{15}+1},\ t^2=\frac{-3+\sqrt{21}}8

L(t)=g−1(t)−h−1(t)\displaystyle L(t)=g^{-1}(t)-h^{-1}(t)이다.g(a)=12tan⁡a=14⇒tan⁡a=12, h(b)=sin⁡b=14⇒tan⁡b=115\displaystyle g(a)=\frac12\tan a=\frac14\Rightarrow\tan a=\frac12,\ h(b)=\sin b=\frac14\Rightarrow\tan b=\frac1{\sqrt{15}}이다.탄젠트 함수의 덧셈정리를 이용하여 tan⁡L(14)=tan⁡(g−1(14)−h−1(14))\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)=\tan\left(g^{-1}\left(\frac14\right)-h^{-1}\left(\frac14\right)\right)=tan⁡(a−b)\displaystyle =\tan(a-b)=tan⁡a−tan⁡b1+tan⁡atan⁡b\displaystyle =\frac{\tan a-\tan b}{1+\tan a\tan b}=12−1151+12115=15−2215+1\displaystyle =\frac{\frac12-\frac1{\sqrt{15}}}{1+\frac12\frac1{\sqrt{15}}}=\frac{\sqrt{15}-2}{2\sqrt{15}+1}이다.L(t)=g−1(t)−h−1(t)\displaystyle L(t)=g^{-1}(t)-h^{-1}(t)을 미분하고, 12tan⁡x1=t⇒cos⁡x1=11+4t2\displaystyle \frac12\tan x_1=t\Rightarrow\cos x_1=\frac1{\sqrt{1+4t^2}}sin⁡x2=t⇒cos⁡x2=1−t2\displaystyle \sin x_2=t\Rightarrow\cos x_2=\sqrt{1-t^2}을 이용하여L′(t)=1g′(g−1(t))−1h′(h−1(t))=2sec⁡2(x1)−1cos⁡(x2)\displaystyle L^{\prime}(t)=\frac1{g^{\prime}(g^{-1}(t))}-\frac1{h^{\prime}(h^{-1}(t))}=\frac2{\sec^2(x_1)}-\frac1{\cos(x_2)}=24t2+1−11−t2\displaystyle =\frac2{4t^2+1}-\frac1{\sqrt{1-t^2}}=21−t2−(4t2+1)(4t2+1)1−t2\displaystyle =\frac{2\sqrt{1-t^2}-(4t^2+1)}{(4t^2+1)\sqrt{1-t^2}}이고, L′(t)=0\displaystyle L^{\prime}(t)=0에서 21−t2−(4t2+1)(4t2+1)1−t2=0⇔16t4+12t2−3=0\displaystyle \frac{2\sqrt{1-t^2}-(4t^2+1)}{(4t^2+1)\sqrt{1-t^2}}=0\Leftrightarrow16t^4+12t^2-3=0∴t2=−3+218\displaystyle \therefore t^2=\frac{-3+\sqrt{21}}8을 만족하는 양수 t\displaystyle t에서 L(t)\displaystyle L(t)는 극값을 가진다.0≤t≤32\displaystyle 0\le t\le\frac{\sqrt3}2에 대하여 L(0)=0=L(32)\displaystyle L(0)=0=L\left(\frac{\sqrt3}2\right)이므로 연속함수 L(t)\displaystyle L(t)는 t=0\displaystyle t=0일 때 0에서 시작해서연속적으로 커지다가 다시 줄어들어 t=32\displaystyle t=\frac{\sqrt3}2일 때 다시 0이 된다.따라서 t2=−3+218\displaystyle t^2=\frac{-3+\sqrt{21}}8인 양수 t\displaystyle t에서 L(t)\displaystyle L(t)는 최댓값이 된다.

하위 문항채점 기준배점
[문제 4]A+: tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)와 t2\displaystyle t^2를 모두 구하고 풀이가 맞음 A: tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)와 t2\displaystyle t^2의 풀이가 모두 맞았으나 사소한 계산 실수가 있거나 최댓값에 대한 설명이 없음 B+: tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)를 구하고 L′(t)=0\displaystyle L^{\prime}(t)=0이 되는 t2\displaystyle t^2을 구하였으나 답이 틀림 B: tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)만 구하였거나 L′(t)=0\displaystyle L^{\prime}(t)=0이 되는 t2\displaystyle t^2만 구하였음 C: tan⁡L(14)\displaystyle \tan L\left(\frac14\right)만 구하거나 L′(t)\displaystyle L^{\prime}(t)만 구하였으나 t\displaystyle t에 대한 함수로 정리하지 못함 D: 길이 L(t)\displaystyle L(t)를 g(x),h(x)\displaystyle g(x),h(x)의 역함수를 이용하여 표현함 E: 풀이와 관계있는 의미있는 시도를 함 F: 답안이 공란이거나 문제와 관련 없는 내용을 적음35

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.