[수학1]다음 <제시문1> ~ <제시문5>을 읽고 [수학1-ⅰ] ~ [수학1-ⅲ]을 문항별로 풀이와 함께 답하시오
<제시문1>좌표평면 위의 두 점 A(x1,y1), B(x2,y2)를 잇는 선분 AB를 m:n(m>0,n>0)으로 내분하는 점의 좌표는(m+nmx2+nx1,m+nmy2+ny1)
<제시문2>두 초점 F(c,0), F′(−c,0)로부터 거리의 합이 2a인 타원의 방정식은a2x2+b2y2=1 (단, a>c>0, b2=a2−c2)
<제시문3>함수 f(x)가 닫힌구간 [a,b]에서 연속일 때, 곡선 y=f(x)와 x축 및 두 직선 x=a, x=b로 둘러싸인 도형의 넓이 S는S=∫ab∣f(x)∣dx
<제시문4>1. 두 점 L0(−3,0), R0(3,0)으로 이루어진 선분 L0R0을 1:2로 내분하는 점을 L1이라 하고, 선분 L0R0을 2:1로 내분하는 점을 R1이라 한다. 두 점 L0, R0을 지나고, 두 점 L1, R1을 초점으로 가지는 타원을 타원 E0라 한다.2. 선분 L1R1을 1:2로 내분하는 점을 L2라 하고, 선분 L1R1을 2:1로 내분하는 점을 R2라 한다. 두 점 L1, R1을 지나고, 두 점 L2, R2을 초점으로 가지는 타원을 타원 E2라 한다.Correction. <제시문4>의 2항에서 타원 E2는 E1의 오기이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.3. 선분 L2R2을 1:2로 내분하는 점을 L3이라 하고, 선분 L2R2를 2:1로 내분하는 점을 R3이라 한다. 두 점 L2, R2을 지나고, 두 점 L3, R3을 초점으로 가지는 타원을 타원 E3라 한다.Correction. <제시문4>의 3항에서 타원 E3는 E2의 오기이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.4. 이와 같은 방법으로 한없이 타원 E0,E1,E2,E3,⋯을 만든다.
<제시문5>타원 En의 넓이를 Sn이라 한다. (n=0,1,2,3,⋯)
[수학1-ⅰ]타원 E0, E1, E2, E3의 방정식을 찾고 그 이유를 논하시오.
[수학1-ⅱ]<제시문3>을 활용하여 S0, S1, S2, S3의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.
[수학1-ⅲ]무한 급수 n=0∑∞Sn의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.