+2점 · 적분되는 함수가 원점에 대칭인 함수임을 보이면[1]
(1) 적분되는 함수를 g(x)라고 하자.
g(x)=x2022f(x)ex2+x=x2025ex2은 g(−x)=−g(x)이므로 원점에 대하여 대칭인 함수이다. x=−t로 치환하면
+2점 · 정적분의 값이 0임을 보이면∫−eex2022f(x)ex2+xdx=∫0eg(x)dx+∫−e0g(x)dx=∫0eg(x)dx−∫0eg(t)dt=0
+2점 · 도함수를 구하고 이로부터 x=0, 3을 구했으면(2) f′(x)=(−x3+3x2)e−x=−x2(x−3)e−x이고 f′(x)=0에서 x=0, 3

+4점 · x=0, 3에서 극값 판정을 올바르게 했으면 +2점 · 최댓값을 구했으면따라서 최댓값은 f(3)=(e3)3
+3점 · (f∘f)′(x)=0에서 x=0, 3 그리고 f(x)=3인 x임을 보이면(3) (f∘f)′(x)=f′(f(x))f′(x)=0에서 f′(f(x))=0또는 f′(x)=0
f′(x)=0인 경우, x=0, 3
f′(f(x))=0인 경우, f(x)=0, 3이므로 x=0또는 f(x)=x3e−x=3인 x
+2점 · x=0에서 (f∘f)′(x)의 극값 판정을 올바르게 했으면Correction. 문제와 답안에서 극값을 판정하는 함수는 (f∘f)(x)이다. 채점표의 극값 판정 대상에 붙은 미분 기호는 오기이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
(i) x=0일 때.x=0의 좌우에서 (2)의 표에서와 같이 f′(x)의 부호는 바뀌지 않고, f′(f(0))=f′(0)이므로 (f∘f)′(x)의 부호는 바뀌지 않는다.
+3점 · x=3에서 (f∘f)′(x)의 극값 판정을 올바르게 했으면(ii) x=3일 때,
x=3의 좌우에서 (2)의 표에서와 같이 f′(x)의 부호가 양에서 음으로 바뀌고, f′(f(3))>0이므로 (f∘f)′(x)의 부호도 양에서 음으로 바뀐다. 따라서 x=3에서 극대이다.
+4점 · f(x)=3인 x에서 (f∘f)′(x)의 극값 판정을 올바르게 했으면(iii) f(x)=x3e−x=3을 만족하는 x일 때,
f(x)=x3e−x=3일 때, (2)에서 f(x)의 최댓값은 (e3)3≈1.344(제시문1이용)이므로 f(x)<3
따라서 f(x)=x3e−x=3인 x는 존재하지 않는다.
(i), (ii), (iii)으로부터 함수 (f∘f)(x)가 극값을 갖도록 하는 x좌표는 3
+4점 · 방정식으로부터 sinx=−1과 cosx=0을 구했으면[2]
(1) sin2021x=−1−2∣cosx∣에서 −2∣cosx∣≤0이므로 sin2021x≤−1
또한 −1≤sin2021x≤1이므로 sin2021x=−1이며 따라서 sinx=−1
이것을 방정식에 대입하면 cosx=0
+2점 · x는 −2π, 23π를 구했으면−2π≤x≤2π에서 sinx=−1와 cosx=0을 만족하는 x는 −2π, 23π
+2점 · 실근의 합 a와 실근의 곱 b를 올바르게 구했으면따라서 모든 실근의 합 a는 π, 모든 실근의 곱 b는 −43π2
+1점 · a1=S1=4π를 구했으면(2) Sn=an2+πbn=πn2−43πn
a1=S1=4π ⋯⋯①
+3점 · an=Sn−Sn−1을 올바르게 구했으면n≥2일 때, an=Sn−Sn−1=πn2−43πn−π(n−1)2+43π(n−1)=2πn−47π ⋯⋯②
①은 ②에 n=1을 대입한 결과와 같으므로 구하는 일반항은 an=2πn−47π (n≥1)
+3점 · ∫01F(x)dx=3−e를 구했으면[3]
(1) 조건 (a)를 이용하면 ∫01F(x)dx=∫01(f(x)+1−ex)dx=F(1)+[x−ex]01=F(1)+2−e
조건 (b)를 이용하면 ∫01F(x)dx=3−e ⋯⋯③
+3점 · ∫01xf(x)dx=e−2를 구했으면이로부터 ∫01xf(x)dx=[xF(x)]01−∫01F(x)dx=e−2
+4점 · ∫01(F(x))2dx=21+∫01F(x)dx−∫01exF(x)dx를 구했으면(2) 조건 (a)를 이용하면
∫01(F(x))2dx=∫01F(x)(f(x)+1−ex)dx=∫01dxd2(F(x))2dx+∫01F(x)dx−∫01exF(x)dx
+2점 · ∫01F(x){ex+F(x)}dx=27−e를 구했으면위 식을 정리하여 ③과 조건 (b)를 이용하면
∫01F(x){ex+F(x)}dx=21{(F(1))2−(F(0))2}+3−e=27−e
+2점 · 최대 정수 n을 구했으면제시문1을 이용하면 27−e>0.78
따라서 ∫01F(x){ex+F(x)}dx>n인 최대 정수 n은 0