수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 B 3번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중
+60점 · 01x98(1x)dx\displaystyle \int_0^1x^{98}(1-x)dx를 구하면 +20점 · a98298+3a99299+3a1002100+a1012101=19900\displaystyle \frac{a_{98}}{2^{98}}+3\frac{a_{99}}{2^{99}}+3\frac{a_{100}}{2^{100}}+\frac{a_{101}}{2^{101}}=\frac1{9900}을 구하면

(3-1) an2n=01xn(1x)102ndx\displaystyle \frac{a_n}{2^n}=\int_0^1x^n(1-x)^{102-n}dx이므로a98298+3a99299+3a1002100+a1012101=01(x98(1x)4+3x99(1x)3+3x100(1x)2+x101(1x))dx=01x98(1x)((1x)3+3x(1x)2+3x2(1x)+x3)dx=01x98(1x)((1x)+x)3dx=01(x98x99)dx=1991100=19900\displaystyle \begin{aligned}\frac{a_{98}}{2^{98}}+3\frac{a_{99}}{2^{99}}+3\frac{a_{100}}{2^{100}}+\frac{a_{101}}{2^{101}}&=\int_0^1(x^{98}(1-x)^4+3x^{99}(1-x)^3+3x^{100}(1-x)^2+x^{101}(1-x))dx\\&=\int_0^1x^{98}(1-x)((1-x)^3+3x(1-x)^2+3x^2(1-x)+x^3)dx\\&=\int_0^1x^{98}(1-x)((1-x)+x)^3dx=\int_0^1(x^{98}-x^{99})dx\\&=\frac1{99}-\frac1{100}=\frac1{9900}\end{aligned}그러므로 p=9900\displaystyle p=9900, q=1\displaystyle q=1이다.

+30점 · an\displaystyle a_n을 부분적분으로 계산을 진행하면 +30점 · an=102n2(n+1)an+1\displaystyle a_n=\frac{102-n}{2(n+1)}a_{n+1}을 얻으면

(3-2) an=2n01xn(1x)102ndx=2n[xn+1n+1(1x)102n]01+2n01xn+1n+1(102n)(1x)101ndx=2n102nn+101xn+1(1x)101ndx=102n2(n+1)an+1\displaystyle \begin{aligned}a_n&=2^n\int_0^1x^n(1-x)^{102-n}dx=2^n\Biggl[\frac{x^{n+1}}{n+1}(1-x)^{102-n}\Biggr]_0^1+2^n\int_0^1\frac{x^{n+1}}{n+1}(102-n)(1-x)^{101-n}dx\\&=2^n\frac{102-n}{n+1}\int_0^1x^{n+1}(1-x)^{101-n}dx=\frac{102-n}{2(n+1)}a_{n+1}\end{aligned}이므로 anan+1=102n2(n+1)\displaystyle \frac{a_n}{a_{n+1}}=\frac{102-n}{2(n+1)}이다.

+20점 · 답 n=1,2,3,,33\displaystyle n=1,2,3,\ldots,33을 구하면

anan+1=102n2(n+1)1\displaystyle \frac{a_n}{a_{n+1}}=\frac{102-n}{2(n+1)}\ge1이 되려면 102n2n+2\displaystyle 102-n\ge2n+2이므로 n1003\displaystyle n\le\frac{100}3이다. 그러므로 n=1,2,3,,33\displaystyle n=1,2,3,\ldots,33이다.

+30점 · a34\displaystyle a_{34}가 최소임을 보여서 m=34\displaystyle m=34임을 구하면

(3-3) a1>a2>>a33>a34<a35<<a100<a101\displaystyle a_1>a_2>\cdots>a_{33}>a_{34}<a_{35}<\cdots<a_{100}<a_{101}이므로 m=34\displaystyle m=34이다.

+10점 · a101\displaystyle a_{101}을 구하면 +20점 · a34\displaystyle a_{34}를 곱의 형태로 나열하면 +20점 · 102C34×a34=234103\displaystyle {}_{102}\mathrm C_{34}\times a_{34}=\frac{2^{34}}{103}을 구하면

그런데 102C34×a34=102C34×a34a35×a35a36××a99a100×a100a101×a101\displaystyle {}_{102}\mathrm C_{34}\times a_{34}={}_{102}\mathrm C_{34}\times\frac{a_{34}}{a_{35}}\times\frac{a_{35}}{a_{36}}\times\cdots\times\frac{a_{99}}{a_{100}}\times\frac{a_{100}}{a_{101}}\times a_{101}이고a101=01(2x)101(1x)dx=210101(x101x102)dx=2101[x102102x103103]01=2101102×103\displaystyle a_{101}=\int_0^1(2x)^{101}(1-x)dx=2^{101}\int_0^1(x^{101}-x^{102})dx=2^{101}\Biggl[\frac{x^{102}}{102}-\frac{x^{103}}{103}\Biggr]_0^1=\frac{2^{101}}{102\times103}이므로102C34×a34=102C34×682×35×672×36××32×100×22×101×2101102×103=234103\displaystyle {}_{102}\mathrm C_{34}\times a_{34}={}_{102}\mathrm C_{34}\times\frac{68}{2\times35}\times\frac{67}{2\times36}\times\cdots\times\frac3{2\times100}\times\frac2{2\times101}\times\frac{2^{101}}{102\times103}=\frac{2^{34}}{103}이다.

그러므로 p=103\displaystyle p=103, q=234\displaystyle q=2^{34}이다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.