[문제 3]
(3-1)
60점 · 극한 x→1limx−1f(x)−xex2이 존재함을 이용하여 답 f(1)=e를 구하면(1안) F(x)가 연속함수이므로 x→1limF(x)=F(1)=a이다. 즉 x→1limx−1f(x)−xex2=a인데 x→1lim(x−1)=0이므로 x→1lim(f(x)−xex2)=0이다. f(x)가 연속함수이므로 f(1)=e이다.
(3-2) (1안)
f(x)=(x−1)F(x)+xex2이다.
+30점 · 미분계수의 정의를 이용하여 f′(1)=x→1limF(x)+x→1limx−1xex2−e를 얻으면 +30점 · 답 a+3e까지 올바르게 계산하면f′(1)=x→1limx−1f(x)−f(1)=x→1limx−1(x−1)F(x)+xex2−e=x→1limx−1(x−1)F(x)+x→1limx−1xex2−e=x→1limF(x)+x→1limx−1xex2−e=a+3e
(참고) x→1limx−1xex2−e의 계산 :h(x)=xex2라 하면 x→1limx−1xex2−e=x→1limx−1h(x)−h(1)=h′(1)이다.그런데 h′(x)=ex2+2x2ex2이므로 h′(1)=3e이다.
(3-3)
+30점 · 미분계수의 정의를 이용하여 x→1lim(x−1F(x)−F(1)+F′(x)+x−1ex2+2x2ex2−3e)까지 얻으면g′(1)=x→1limx−1g(x)−g(1)=x→1limx−1f′(x)−f′(1)=x→1limx−1F(x)+(x−1)F′(x)+ex2+2x2ex2−(a+3e)=x→1lim(x−1F(x)−F(1)+F′(x)+x−1ex2+2x2ex2−3e)
+30점 · 최종적으로 답 6+10e를 올바로 구하면=F′(1)+F′(1)+10e=6+10e
(참고) x→1limx−1ex2+2x2ex2−3e의 계산 :h(x)=ex2+2x2ex2라 하면 x→1limx−1ex2+2x2ex2−3e=x→1limx−1h(x)−h(1)=h′(1)=10e이다.
(3-4) 주어진 문제의 조건을 이용하면 ∫01(x−1)F(x)dx=∫01xF(1−x)dx가 된다.
+30점 · ∫01(x−1)F(x)dx=0을 보이면u=1−x로 치환하면 ∫01xF(1−x)dx=∫10(1−u)F(u)(−du)=−∫01(u−1)F(u)du를 얻는다. 따라서 ∫01(x−1)F(x)dx=0이다.
+30점 · 답 21(e−1)을 구하면그러므로∫01f(x)dx=∫01{(x−1)F(x)+xex2}dx=∫01xex2dx=[21ex2]01=21(e−1)이다.