[문제 2] (50점) 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
1. 함수의 증가와 감소
함수 f(x)가 어떤 열린 구간에서 미분가능할 때, 그 구간의 모든 x에 대하여
(1) f′(x)>0이면 f(x)는 그 구간에서 증가한다.
(2) f′(x)<0이면 f(x)는 그 구간에서 감소한다.
2. 극대와 극소의 판정
미분가능한 함수 y=f(x)에서 f′(a)=0이고, x=a의 좌우에서
(1) f′(x)의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 f(x)는 x=a에서 극대이고, 극댓값 f(a)를 가진다.
(2) f′(x)의 부호가 음에서 양으로 바뀌면 f(x)는 x=a에서 극소이고, 극솟값 f(a)를 가진다.
3. 미적분의 기본 정리
함수 f(x)가 구간 [a,b]에서 연속이고, f(x)의 한 부정적분을 F(x)라고 하면
∫abf(x)dx=F(b)−F(a)
4. 정적분의 부분적분법
두 함수 f(x), g(x)가 미분가능하고, f′(x), g′(x)가 연속일 때,
∫abf(x)g′(x)dx=[f(x)g(x)]ab−∫abf′(x)g(x)dx
5. 치환적분법을 이용한 정적분
닫힌구간 [a,b]에서 연속인 함수 f(x)에 대하여 미분가능한 함수 x=g(t)의 도함수 g′(t)가 닫힌구간 [α,β]에서 연속이고, a=g(α), b=g(β)이면
∫abf(x)dx=∫αβf(g(t))g′(t)dt
6. 합성함수
두 함수 f:X→Z, g:Z→Y의 합성함수는 g∘f:X→Y, (g∘f)(x)=g(f(x))이다.
[1] 함수 g(x)=∫1e(t−x)(t−tx)lntdt 는 x=a에서 최솟값을 갖는다. a를 구하시오. [12점]
[2] 다음 두 조건을 만족시키는 이차함수 f(x)=ax2+bx+c에 대하여 물음에 답하시오.
(ⅰ) 임의의 일차함수 g(x)에 대하여 ∫−11f(x)g(x)dx=0
(ⅱ) 2f(x)=∫02{f(x)−3+f(t)}dt
(1) 함수 f(x)를 구하시오. [9점]
(2) 극한값 h→0limhf(eh)−2를 구하시오. [4점]
[3] 미분가능한 함수 f(x)=ex+1xex+1에 대하여 다음 물음에 답하시오.
(1) (f∘f)(α)=1을 만족하는 α를 구하시오. [5점]
(2) 함수 f(x)가 x=p에서 극값을 가질 때, 극대와 극소를 판정하시오. [7점]
(3) 모든 실수 x에 대하여 부등식 ∣ef(x)−a∣≤b∣x−1∣이 성립하기 위한 상수 a를 구하고,,b의 최솟값을 구하시오. [13점]