+6점 · v ( t ) \displaystyle v(t) v ( t ) 를 적분하여 f ( t ) \displaystyle f(t) f ( t ) 를 구하면 다음과 같다. x = f ( t ) = { 7 − t 2 ( 0 ≤ t < 2 ) t 2 − 8 t + 15 ( 2 ≤ t < 6 ) − t 2 + 16 t − 57 ( 6 ≤ t ≤ 8 ) \displaystyle x=f(t)=\begin{cases}7-t^2&(0\leq t<2)\\t^2-8t+15&(2\leq t<6)\\-t^2+16t-57&(6\leq t\leq8)\end{cases} x = f ( t ) = ⎩ ⎨ ⎧ 7 − t 2 t 2 − 8 t + 15 − t 2 + 16 t − 57 ( 0 ≤ t < 2 ) ( 2 ≤ t < 6 ) ( 6 ≤ t ≤ 8 ) [2.1] v ( t ) \displaystyle v(t) v ( t ) 를 적분하면 x = f ( t ) = { − t 2 + c 1 ( 0 ≤ t < 2 ) t 2 − 8 t + c 2 ( 2 ≤ t < 6 ) − t 2 + 16 t + c 3 ( 6 ≤ t ≤ 8 ) \displaystyle x=f(t)=\begin{cases}-t^2+c_1&(0\leq t<2)\\t^2-8t+c_2&(2\leq t<6)\\-t^2+16t+c_3&(6\leq t\leq8)\end{cases} x = f ( t ) = ⎩ ⎨ ⎧ − t 2 + c 1 t 2 − 8 t + c 2 − t 2 + 16 t + c 3 ( 0 ≤ t < 2 ) ( 2 ≤ t < 6 ) ( 6 ≤ t ≤ 8 ) (단, c 1 \displaystyle c_1 c 1 , c 2 \displaystyle c_2 c 2 , c 3 \displaystyle c_3 c 3 는 상수)이다. f ( 0 ) = 7 \displaystyle f(0)=7 f ( 0 ) = 7 이므로 f ( 0 ) = c 1 = 7 \displaystyle f(0)=c_1=7 f ( 0 ) = c 1 = 7 이다. 함수 f ( t ) \displaystyle f(t) f ( t ) 는 연속이므로 lim t → 2 − f ( t ) = f ( 2 ) \displaystyle \lim_{t\to2-}f(t)=f(2) t → 2 − lim f ( t ) = f ( 2 ) 에서 lim t → 2 − ( − t 2 + 7 ) = − 12 + c 2 ∴ c 2 = 15 \displaystyle \lim_{t\to2-}(-t^2+7)=-12+c_2\quad\therefore c_2=15 t → 2 − lim ( − t 2 + 7 ) = − 12 + c 2 ∴ c 2 = 15 이고, lim t → 6 − f ( t ) = f ( 6 ) \displaystyle \lim_{t\to6-}f(t)=f(6) t → 6 − lim f ( t ) = f ( 6 ) 에서 lim t → 6 − ( t 2 − 8 t + 15 ) = 60 + c 3 ∴ c 3 = − 57 \displaystyle \lim_{t\to6-}(t^2-8t+15)=60+c_3\quad\therefore c_3=-57 t → 6 − lim ( t 2 − 8 t + 15 ) = 60 + c 3 ∴ c 3 = − 57 따라서 x = f ( t ) = { 7 − t 2 ( 0 ≤ t < 2 ) t 2 − 8 t + 15 ( 2 ≤ t < 6 ) − t 2 + 16 t − 57 ( 6 ≤ t ≤ 8 ) \displaystyle x=f(t)=\begin{cases}7-t^2&(0\leq t<2)\\t^2-8t+15&(2\leq t<6)\\-t^2+16t-57&(6\leq t\leq8)\end{cases} x = f ( t ) = ⎩ ⎨ ⎧ 7 − t 2 t 2 − 8 t + 15 − t 2 + 16 t − 57 ( 0 ≤ t < 2 ) ( 2 ≤ t < 6 ) ( 6 ≤ t ≤ 8 )
+8점 · 그림에서 ∠ A O P = π 4 \displaystyle \angle\mathrm{AOP}=\frac\pi4 ∠ AOP = 4 π , ∠ A O B = π 2 \displaystyle \angle\mathrm{AOB}=\frac\pi2 ∠ AOB = 2 π 이므로 빔이 원판에 비친 부분의 넓이는 다음과 같다. 2 ( 1 2 × 2 2 × π 2 − 1 2 × 2 2 ) = 2 π − 4 \displaystyle 2\left(\frac12\times2^2\times\frac\pi2-\frac12\times2^2\right)=2\pi-4 2 ( 2 1 × 2 2 × 2 π − 2 1 × 2 2 ) = 2 π − 4 [2.2] 점 P의 위치가 x = 2 2 \displaystyle x=2\sqrt2 x = 2 2 일 때 빔과 원판의 위치는 다음 그림과 같다.
위 그림에서 ∠ A O P = π 4 \displaystyle \angle\mathrm{AOP}=\frac\pi4 ∠ AOP = 4 π , ∠ A O B = π 2 \displaystyle \angle\mathrm{AOB}=\frac\pi2 ∠ AOB = 2 π 이므로 빔이 원판에 비친 부분의 넓이는 2 ( 1 2 × 2 2 × π 2 − 1 2 × 2 2 ) = 2 π − 4 \displaystyle 2\left(\frac12\times2^2\times\frac\pi2-\frac12\times2^2\right)=2\pi-4 2 ( 2 1 × 2 2 × 2 π − 2 1 × 2 2 ) = 2 π − 4 이다.
+4점 · t = 4 − 3 \displaystyle t=4-\sqrt3 t = 4 − 3 일 때 점 P의 위치는 다음과 같다. f ( 4 − 3 ) = ( 4 − 3 ) 2 − 8 ( 4 − 3 ) + 15 = 2 \displaystyle f(4-\sqrt3)=(4-\sqrt3)^2-8(4-\sqrt3)+15=2 f ( 4 − 3 ) = ( 4 − 3 ) 2 − 8 ( 4 − 3 ) + 15 = 2 [2.3] t = 4 − 3 \displaystyle t=4-\sqrt3 t = 4 − 3 일 때 점 P의 위치는 f ( 4 − 3 ) = ( 4 − 3 ) 2 − 8 ( 4 − 3 ) + 15 = 2 \displaystyle f(4-\sqrt3)=(4-\sqrt3)^2-8(4-\sqrt3)+15=2 f ( 4 − 3 ) = ( 4 − 3 ) 2 − 8 ( 4 − 3 ) + 15 = 2
+6점 · 빔과 원판의 위치의 그림에서 O P ‾ = O A ‾ = A P ‾ = 2 \displaystyle \overline{\mathrm{OP}}=\overline{\mathrm{OA}}=\overline{\mathrm{AP}}=2 OP = OA = AP = 2 이므로 ∠ A O P = π 3 \displaystyle \angle\mathrm{AOP}=\frac\pi3 ∠ AOP = 3 π 이다. 따라서 빔이 원판에 비친 부분의 넓이는 8 π 3 − 2 3 \displaystyle \frac{8\pi}3-2\sqrt3 3 8 π − 2 3 이다. 이므로 빔과 원판의 위치는 다음 그림과 같다.
위 그림에서 O P ‾ = O A ‾ = A P ‾ = 2 \displaystyle \overline{\mathrm{OP}}=\overline{\mathrm{OA}}=\overline{\mathrm{AP}}=2 OP = OA = AP = 2 이므로 ∠ A O P = π 3 \displaystyle \angle\mathrm{AOP}=\frac\pi3 ∠ AOP = 3 π 이다. 따라서 빔이 원판에 비친 부분의 넓이는 4 × 1 2 × 2 2 × π 3 − 2 × 1 2 × 2 2 × 3 2 = 8 π 3 − 2 3 \displaystyle 4\times\frac12\times2^2\times\frac\pi3-2\times\frac12\times2^2\times\frac{\sqrt3}2=\frac{8\pi}3-2\sqrt3 4 × 2 1 × 2 2 × 3 π − 2 × 2 1 × 2 2 × 2 3 = 3 8 π − 2 3 이다.
+6점 [2.4] − 4 ≤ f ( t ) ≤ 4 \displaystyle -4\leq f(t)\leq4 − 4 ≤ f ( t ) ≤ 4 일 때, 원판이 빔에 닿거나 비추어진다. f ( t ) = 4 \displaystyle f(t)=4 f ( t ) = 4 의 해를 t 1 , t 2 \displaystyle t_1,t_2 t 1 , t 2 (t 1 < t 2 \displaystyle t_1<t_2 t 1 < t 2 )라 하면 7 − t 1 2 = 4 , − t 2 2 + 16 t 2 − 57 = 4 \displaystyle 7-t_1^2=4,\quad-t_2^2+16t_2-57=4 7 − t 1 2 = 4 , − t 2 2 + 16 t 2 − 57 = 4 이므로 t 1 = 3 \displaystyle t_1=\sqrt3 t 1 = 3 , t 2 = 8 − 3 \displaystyle t_2=8-\sqrt3 t 2 = 8 − 3 이다.
+3점 따라서 센서에서 소리가 나는 시각 t \displaystyle t t 의 범위는 3 ≤ t ≤ 8 − 3 \displaystyle \sqrt3\leq t\leq8-\sqrt3 3 ≤ t ≤ 8 − 3 이다.