+2점 · f(−1)=g(−1)=−18임을 보일 수 있다.[1-1]x>−1에서 g′(x)=∣f′(x)∣≥0이므로 g(x)는 x>−1에서 증가하는 함수이다.실수 전체의 집합에서 미분가능한 함수 g(x)는 x=−1에서 연속이므로f(−1)=x→−1−limf(x)=x→−1−limg(x)=g(−1)=−18이다. 따라서 f(−1)=g(−1)=−18 ⋯⋯ ㉠
+3점 · f′(−1)=0임을 보일 수 있다.조건 (가), (나)에서 모든 실수 x에 대하여 g(x)≥−18, g(−1)=−18이므로 g(x)는 x=−1에서 극솟값을 가지고 g′(−1)=0이다. 또한f′(−1)=x→−1limx−(−1)f(x)−f(−1)=x→−1−limx−(−1)f(x)−f(−1)=x→−1−limx−(−1)g(x)−g(−1)=x→−1limx−(−1)g(x)−g(−1)=g′(−1)이므로 g′(−1)=0에서 f′(−1)=0이다.
+3점 · f′(x)=kx(x+1)(x−a)(k는 k>0인 상수)임을 이용하여 −1<x<0일 때, f′(x)>0 임을 보일 수 있다.x>−1에서 g′(x)=∣f′(x)∣이므로g′(0)=∣f′(0)∣=0, g′(a)=∣f′(a)∣=0이 되어 f′(0)=f′(a)=0이다.사차함수 f(x)는 x<−1에서 f(x)=g(x)≥−18이므로 f(x)의 최고차항의 계수는 양수이고 f′(−1)=f′(0)=f′(a)=0 (a>1)에 의하여 함수 f′(x)를f′(x)=kx(x+1)(x−a) (k는 k>0인 상수)로 놓을 수 있다.−1<x<0, x>a일 때, f′(x)>0 ⋯⋯ ㉡x<−1, 0<x<a일 때, f′(x)<0 ⋯⋯ ㉢
+2점 · f(0)=−13임을 보일 수 있다.제시문 [Ⅱ]와 ㉠, ㉡에 의하여g(0)=g(−1)+∫−10∣f′(t)∣dt=g(−1)+∫−10f′(t)dt=g(−1)+f(0)−f(−1)=f(0)조건 (다)에서 g(0)=−13이므로 f(0)=−13 ⋯⋯ ㉣
+3점 · f(1)=−26임을 보일 수 있다.[1-2]g(1)=∫11∣f′(t)∣dt=0이고 ㉡, ㉢에 의하여g(1)=g(0)+∫01∣f′(t)∣dt=g(0)−∫01f′(t)dt=g(0)−{f(1)−f(0)}=g(0)+f(0)−f(1)=−26−f(1)에서 f(1)=−26 ⋯⋯ ㉤
+3점 · f(0)=−13임을 이용하여 f(x)=k{41x4+31(1−a)x3−21ax2}−13의 형태임을 보일 수 있다.이제 위의 사실을 이용하여 f(x)를 구하자.f′(x)=kx(x+1)(x−a)이고 ㉣에 의하여f(x)=f(0)+∫0xf′(t)dt=−13+∫0xkt(t+1)(t−a)dt=k{41x4+31(1−a)x3−21ax2}−13
+3점 · f(−1)=−18임을 이용하여 12k(−1−2a)=−5의 형태임을 보일 수 있다.㉠, ㉤에 의하여f(−1)=k{41−31(1−a)−21a}−13=12k(−1−2a)−13=−18
+3점 · f(1)=−26임을 이용하여 12k(7−10a)=−13의 형태임을 보일 수 있다.f(1)=k{41+31(1−a)−21a}−13=12k(7−10a)−13=−26
+3점 · a=2임을 보일 수 있다.이고 12k(−1−2a)=−5, 12k(7−10a)=−13에서 k=12, a=2이다.
+2점 · f(x)=3x4−4x3−12x2−13임을 보일 수 있다.[1-3]f(x)=3x4−4x3−12x2−13이고f(1)=−26, f(2)=−45, f(3)=14, g(1)=∫11∣f′(t)∣dt=0이다.
+3점 · g(a+1)−2g(a−1)=78임을 보일 수 있다.따라서g(a+1)−2g(a−1)=g(3)−2g(1)=g(3)−0=∫13∣f′(t)∣dt=∫12∣f′(t)∣dt+∫23∣f′(t)∣dt=−∫12f′(t)dt+∫23f′(t)dt=−{f(2)−f(1)}+{f(3)−f(2)}=f(1)+f(3)−2f(2)=−26+14−2×(−45)=78