수리논술, 이게 다다.

자연계열 1번

오류 제보

문제

다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

(가) 이차함수 y=f(x)\displaystyle y=f(x)가 다음 조건을 만족한다.(ⅰ) lim⁡h→∞f(h)ln⁡(h+1)−ln⁡(h)h=1\displaystyle \lim_{h\to\infty}f(h)\frac{\ln(h+1)-\ln(h)}h=1, (ⅱ) lim⁡h→01h2∫hh+sin⁡(h)f(x) dx=3\displaystyle \lim_{h\to0}\frac1{h^2}\int_h^{h+\sin(h)}f(x)\,dx=3

(나) 두 실수 α<β\displaystyle \alpha<\beta에 대하여 두 점 (α,f(α))\displaystyle (\alpha,f(\alpha)), (β,f(β))\displaystyle (\beta,f(\beta))를 지나는 직선의 방정식을 y=k(x)\displaystyle y=k(x)라 할 때, ∫αβ(k(x)−f(x)) dx=16\displaystyle \int_\alpha^\beta(k(x)-f(x))\,dx=\frac16이다.

(다) 두 실수 a,b\displaystyle a,b에 대하여 포물선 y=−(x−a)2+b\displaystyle y=-(x-a)^2+b가 두 점 (α,f(α))\displaystyle (\alpha,f(\alpha)), (β,f(β))\displaystyle (\beta,f(\beta))를 지난다.

1-1) 이차함수 f(x)\displaystyle f(x)를 구하고, 그 근거를 설명하시오. (15점)

1-2) b\displaystyle b를 a\displaystyle a에 대한 함수(α, β\displaystyle \alpha,\ \beta가 들어있지 않은 함수)로 표현하고, 그 근거를 설명하시오. (15점)

해설강의 준비중
+15점 · 주어진 조건 (가)의 (ⅰ)을 만족하는 이차함수가 y=f(x)=x2+bx+c\displaystyle y=f(x)=x^2+bx+c임을 유추하고, 조건 (ⅱ)를 활용하여 b=2, c=0\displaystyle b=2,\ c=0임을 보이고, 논리적으로 설명하면 좋은 점수를 부여함

1-1) 조건 (가) (i)로부터lim⁡h→∞f(h)ln⁡(h+1)−ln⁡(h)h=lim⁡h→∞(f(h)h2)(ln⁡(1+1h)h)=lim⁡h→∞(f(h)h2)=1\displaystyle \lim_{h\to\infty}f(h)\frac{\ln(h+1)-\ln(h)}h=\lim_{h\to\infty}\left(\frac{f(h)}{h^2}\right)\left(\ln\left(1+\frac1h\right)^h\right)=\lim_{h\to\infty}\left(\frac{f(h)}{h^2}\right)=1를 얻고, 이차함수 f(x)\displaystyle f(x)가 f(x)=x2+cx+d\displaystyle f(x)=x^2+cx+d의 형태임을 유도한다. 조건 가) (ii)로부터lim⁡h→0∫hh+sin⁡(h)f(x) dxh2=lim⁡h→0(h+sin⁡(h))3−h33+c2((h+sin⁡(h))2−h2)+dsin⁡(h)h2=lim⁡h→0c2((h+sin⁡(h))2−h2)+dsin⁡(h)h2=3\displaystyle \begin{aligned}\lim_{h\to0}\frac{\int_h^{h+\sin(h)}f(x)\,dx}{h^2}&=\lim_{h\to0}\frac{\frac{(h+\sin(h))^3-h^3}3+\frac c2((h+\sin(h))^2-h^2)+d\sin(h)}{h^2}\\&=\lim_{h\to0}\frac{\frac c2((h+\sin(h))^2-h^2)+d\sin(h)}{h^2}\\&=3\end{aligned}를 얻고, 이로부터 3c2=3\displaystyle \frac{3c}2=3, d=0\displaystyle d=0을 유도한다. 따라서, 구하는 f(x)=x2+2x\displaystyle f(x)=x^2+2x이다.

+15점 · 조건 (나)를 활용하여 ∫αβ(k(x)−f(x)) dx=(β−α)36=16\displaystyle \int_\alpha^\beta(k(x)-f(x))\,dx=\frac{(\beta-\alpha)^3}6=\frac16임을 보이고, 이로부터 β−α=1\displaystyle \beta-\alpha=1을 얻는다. 포물선 y=h(x)=−(x−a)2+b\displaystyle y=h(x)=-(x-a)^2+b가 두 점 (α,f(α))\displaystyle (\alpha,f(\alpha)), (β,f(β))\displaystyle (\beta,f(\beta))를 지난다는 (다) 조건을 활용하여 이차방정식 h(x)−f(x)=0\displaystyle h(x)-f(x)=0의 두 근이 α, β\displaystyle \alpha,\ \beta임을 얻고, 근과 계수의 관계를 활용하여 b=a22+a\displaystyle b=\frac{a^2}2+a임을 보이고, 그 과정을 논리적으로 설명하면 좋은 점수를 부여함

1-2) 두 점 (α,f(α))\displaystyle (\alpha,f(\alpha)), (β,f(β))\displaystyle (\beta,f(\beta))를 지나는 직선의 방정식은y=k(x)=f(β)−f(α)β−α(x−α)+f(α)=(β+α+2)(x−α)+α2+2α=(β+α+2)x−αβ\displaystyle \begin{aligned}y=k(x)&=\frac{f(\beta)-f(\alpha)}{\beta-\alpha}(x-\alpha)+f(\alpha)\\&=(\beta+\alpha+2)(x-\alpha)+\alpha^2+2\alpha\\&=(\beta+\alpha+2)x-\alpha\beta\end{aligned}이다. 따라서 조건 (나)를 활용하면∫αβ(k(x)−f(x)) dx=∫αβ((β+α)x−αβ−x2) dx=(β−α)36=1\displaystyle \begin{aligned}\int_\alpha^\beta(k(x)-f(x))\,dx&=\int_\alpha^\beta((\beta+\alpha)x-\alpha\beta-x^2)\,dx\\&=\frac{(\beta-\alpha)^3}6\\&=1\end{aligned}로부터 β−α=1\displaystyle \beta-\alpha=1을 얻는다.Correction. 위 정적분의 값 1\displaystyle 1은 16\displaystyle \frac16의 오기이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.조건 (다)로부터 두 실수 a,b\displaystyle a,b에 대하여 포물선 y=h(x)=−(x−a)2+b\displaystyle y=h(x)=-(x-a)^2+b가 두 점 (α,f(α))\displaystyle (\alpha,f(\alpha)), (β,f(β))\displaystyle (\beta,f(\beta))를 지나므로 α,β\displaystyle \alpha,\beta는f(x)−h(x)=2x2+2x(1−a)+a2−b=0\displaystyle f(x)-h(x)=2x^2+2x(1-a)+a^2-b=0의 두 근이다. 따라서, 근과 계수의 관계로부터α+β=a−1,αβ=a2−b2,\displaystyle \alpha+\beta=a-1,\quad\alpha\beta=\frac{a^2-b}2,얻고 β=α+1\displaystyle \beta=\alpha+1을 대입하여 정리하면 b=a2+2a2\displaystyle b=\frac{a^2+2a}2를 얻는다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.