수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 2번

문제

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

[2-1]

+6점 · h(x)=34sin2x+(6π+a)sinx+(3π2+πa+b+32)x\displaystyle h ( x ) = \frac{3}{4} \sin 2 x + ( 6 \pi + a ) \sin x + \left( 3 \pi^{2} + \pi a + b + \frac{3}{2} \right) x로 나타낼 수 있다.

함수 h(x)\displaystyle h ( x )는 다음과 같다.h(x)=0x{3(π+cost)2+a(π+cost)+b}dt=0x{3cos2t+(6π+a)cost+3π2+πa+b}dt=0x{3(cos2t+12)+(6π+a)cost+3π2+πa+b}dt=0x{32cos2t+(6π+a)cost+3π2+πa+b+32}dt=[34sin2t+(6π+a)sint+(3π2+πa+b+32)t]0x=34sin2x+(6π+a)sinx+(3π2+πa+b+32)x\displaystyle \begin{aligned}h(x)&=\int_0^x\{3(\pi+\cos t)^2+a(\pi+\cos t)+b\}dt\\&=\int_0^x\{3\cos^2t+(6\pi+a)\cos t+3\pi^2+\pi a+b\}dt\\&=\int_0^x\left\{3\left(\frac{\cos2t+1}{2}\right)+(6\pi+a)\cos t+3\pi^2+\pi a+b\right\}dt\\&=\int_0^x\left\{\frac32\cos2t+(6\pi+a)\cos t+3\pi^2+\pi a+b+\frac32\right\}dt\\&=\Biggl[\frac34\sin2t+(6\pi+a)\sin t+\left(3\pi^2+\pi a+b+\frac32\right)t\Biggr]_0^x\\&=\frac34\sin2x+(6\pi+a)\sin x+\left(3\pi^2+\pi a+b+\frac32\right)x\end{aligned}

+5점 · 함수 h(x)\displaystyle h ( x )가 최솟값을 갖는 사실을 이용하여 h(x)=34sin2x+(6π+a)sinx\displaystyle h ( x ) = \frac{3}{4} \sin 2 x + ( 6 \pi + a ) \sin x임을 나타낼 수 있다.

한편, 3π2+πa+b+320\displaystyle 3 \pi^{2} + \pi a + b + \frac{{3}}{2} \ne 0이면 함수 h(x)\displaystyle h ( x )의 그래프는 주기를 가지면서 직선 y=(3π2+πa+b+32)x\displaystyle y = \left( 3 \pi^{2} + \pi a + b + \frac{{3}}{2} \right) x에 의해 증가 형태 또는 감소 형태이므로 함수 h(x)\displaystyle h ( x )는 실수 전체에서 최솟값을 가지지 않는다.따라서 3π2+πa+b+32=0\displaystyle 3 \pi^{2} + \pi a + b + \frac{{3}}{2} = 0이고 함수 h(x)\displaystyle h ( x )는 다음과 같다.h(x)=34sin2x+(6π+a)sinx\displaystyle h ( x ) = \frac{{3}}{4} {\sin} 2 x + ( 6 \pi + a ) {\sin} x

+4점 · 함수 h(x)\displaystyle h ( x )가 주기함수가 되는 이유를 설명할 수 있다.

사인함수의 성질에 의해h(x+2π)=34sin(2x+4π)+(6π+a)sin(x+2π)=34sin2x+(6π+a)sinx=h(x)\displaystyle \begin{aligned}h(x+2\pi)&=\frac34\sin(2x+4\pi)+(6\pi+a)\sin(x+2\pi)\\&=\frac34\sin2x+(6\pi+a)\sin x\\&=h(x)\end{aligned}이므로 h(x)\displaystyle h ( x )는 주기함수이다.

[2-2]

+6점 · h(23π)=0\displaystyle h^{\prime} \left( \frac{2}{3} \pi \right) = 0을 이용하여 a\displaystyle a를 구할 수 있다.

함수 h(x)=34sin2x+(6π+a)sinx\displaystyle h ( x ) = \frac{{3}}{4} {\sin} 2 x + ( 6 \pi + a ) {\sin} x는 미분가능하고, x=23π\displaystyle x = \frac{{2}}{3} \pi에서 최솟값을 가지므로 h(23π)=0\displaystyle h^{\prime} \left( \frac{{2}}{3} \pi \right) = 0이다.h(x)=32cos2x+(6π+a)cosx\displaystyle h^{\prime} ( x ) = \frac{{3}}{2} {\cos} 2 x + ( 6 \pi + a ) {\cos} x이고,h(23π)=3412(6π+a)=3π3412a=0\displaystyle h^{\prime} \left( \frac{{2}}{3} \pi \right) = - \frac{{3}}{4} - \frac{{1}}{2} ( 6 \pi + a ) = - 3 \pi - \frac{{3}}{4} - \frac{{1}}{2} a = 0이므로 a=6π32\displaystyle a = - 6 \pi - \frac{{3}}{2}이다.3π2+π(6π32)+b+32=0\displaystyle 3\pi^2+\pi\left(-6\pi-\frac32\right)+b+\frac32=0이므로 b=3π2+32π32\displaystyle b=3\pi^2+\frac32\pi-\frac32이다.

+4점 · f(x)=0\displaystyle f ( x ) = 0의 한 근이 π12\displaystyle \pi - \frac{1}{2}임을 구할 수 있다.

또한,h(23π)=f(g(23π))=f(π12)=0\displaystyle h^{\prime} \left( \frac{{2}}{3} \pi \right) = f \left( g \left( \frac{{2}}{3} \pi \right) \right) = f \left( \pi - \frac{{1}}{2} \right) = 0이므로 f(x)=0\displaystyle f ( x ) = 0π12\displaystyle \pi - \frac{{1}}{2}을 근으로 갖는다.

+5점 · αβ=32\displaystyle \left| \alpha - \beta \right| = \frac{3}{2}을 구할 수 있다.

한편, f(x)=3x2+ax+b\displaystyle f ( x ) = 3 x^{2} + a x + b이므로 f(x)=0\displaystyle f ( x ) = 0의 두 근을 α,β\displaystyle \alpha , \beta라 하면, 이때 근과 계수의 관계에 의해α+β=a3=2π+12,αβ=b3=π2+π212\displaystyle \alpha + \beta = - \frac{{a}}{3} = 2 \pi + \frac{{1}}{2} , \alpha \beta = \frac{{b}}{3} = \pi^{2} + \frac{{\pi}}{2} - \frac{{1}}{2}이고,(αβ)2=(α+β)24αβ=(2π+12)24(π2+π212)=94\displaystyle ( \alpha - \beta )^{2} = ( \alpha + \beta )^{2} - 4 \alpha \beta = \left( 2 \pi + \frac{{1}}{2} \right)^{2} - 4 \left( \pi^{2} + \frac{{\pi}}{2} - \frac{{1}}{2} \right) = \frac{{9}}{4}이다. 따라서 αβ=32\displaystyle | \alpha - \beta | = \frac{{3}}{2}이다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.