수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 (1차) 2번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중
2-1 · 이차방정식의 판별식의 부호를 이용하여 이차함수의 그래프와 x\displaystyle x축과의 위치 관계를 알 수 있는지와 도함수를 활용하여 함수의 증가와 감소를 판단할 수 있는지를 평가한다.

【2-1】함수 f(x)\displaystyle f(x)의 도함수는 이차함수 f(x)=3x2+2px+q=3(x+p3)2+qp23\displaystyle f^{\prime}(x)=3x^2+2px+q=3\left(x+\frac p3\right)^2+q-\frac{p^2}3이다.이제, p2>3q\displaystyle p^2>3q라고 가정하자. 그러면 이차방정식 f(x)=0\displaystyle f^{\prime}(x)=0의 판별식이D=(2p)212q=4(p23q)>0\displaystyle D=(2p)^2-12q=4(p^2-3q)>0 또는이차함수 f(x)\displaystyle f^{\prime}(x)의 꼭짓점의 y\displaystyle y좌표 qp23\displaystyle q-\frac{p^2}30\displaystyle 0보다 작으므로,이차함수 f(x)\displaystyle f^{\prime}(x)의 그래프가 x\displaystyle x축의 서로 다른 두 점 α,β\displaystyle \alpha,\beta (α<β\displaystyle \alpha<\beta)를 지난다.이때 f(x)=3(xα)(xβ)\displaystyle f^{\prime}(x)=3(x-\alpha)(x-\beta)이므로 구간 (α,β)\displaystyle (\alpha,\beta)에 속하는 모든 실수 x\displaystyle x에 대하여 f(x)<0\displaystyle f^{\prime}(x)<0이다.따라서 제시문 [나]에 의하여 함수 f(x)\displaystyle f(x)는 구간 (α,β)\displaystyle (\alpha,\beta)에서 감소한다.

2-2 · 주어진 조건을 이용하여 기본적인 절대부등식을 유도할 수 있는지를 평가한다.

【2-2】4k3\displaystyle 4k\le3, 즉 k34\displaystyle k\le\frac34이면, 서로 다른 두 실수 a,b\displaystyle a,b에 대하여a2+ab+b2k(a+b)2a2+ab+b234(a+b)2=14(ab)2>0\displaystyle \begin{aligned}a^2+ab+b^2-k(a+b)^2&\ge a^2+ab+b^2-\frac34(a+b)^2\\&=\frac14(a-b)^2>0\end{aligned}이므로 부등식 k(a+b)2<a2+ab+b2\displaystyle k(a+b)^2<a^2+ab+b^2이 성립한다.

2-3 · 등호가 성립하지 않는 부등식에서 의미 있는 결과를 얻기 위하여 극한의 기본적인 성질들을 활용할 수 있음을 인식하고, 특히 극한의 대소 관계를 올바르게 적용할 수 있는지를 평가한다.

【2-3】서로 다른 임의의 두 실수 a,b\displaystyle a,b에 대하여 k(a+b)2<a2+ab+b2\displaystyle k(a+b)^2<a^2+ab+b^2이 성립한다고 하자.그러면 제시문 [다]에 의하여, 임의의 실수 a\displaystyle a에 대하여k(2a)2=limxak(a+x)2limxa(a2+ax+x2)=3a2\displaystyle k(2a)^2=\lim_{x\to a}k(a+x)^2\le\lim_{x\to a}(a^2+ax+x^2)=3a^2이다. 특히 a=1\displaystyle a=1을 대입하면 4k3\displaystyle 4k\le3을 얻는다.

2-4 · 이차함수의 완전제곱식 표현을 응용하여 이차식에 대한 절대부등식을 올바르게 유도할 수 있는지와 증가함수의 뜻을 정확히 알고 간단한 함수가 증가함수임을 보일 수 있는지를 평가한다.

【2-4】서로 다른 두 실수 a,b\displaystyle a,b에 대하여f(b)f(a)ba=a2+ab+b2+p(a+b)+q\displaystyle \frac{f(b)-f(a)}{b-a}=a^2+ab+b^2+p(a+b)+q이다. 따라서 문제 [2-2]의 결과에 의하여,f(b)f(a)ba>34(a+b)2+p(a+b)+q=34(a+b+2p3)2p23+qp23+q\displaystyle \begin{aligned}\frac{f(b)-f(a)}{b-a}&>\frac34(a+b)^2+p(a+b)+q\\&=\frac34\left(a+b+\frac{2p}3\right)^2-\frac{p^2}3+q\ge-\frac{p^2}3+q\end{aligned}이므로f(b)f(a)ba>qp23\displaystyle \frac{f(b)-f(a)}{b-a}>q-\frac{p^2}3이다. 또한 p23q\displaystyle p^2\le3q이면, x1<x2\displaystyle x_1<x_2인 임의의 실수 x1,x2\displaystyle x_1,x_2에 대하여f(x2)f(x1)x2x1>qp230\displaystyle \frac{f(x_2)-f(x_1)}{x_2-x_1}>q-\frac{p^2}3\ge0이므로 f(x1)<f(x2)\displaystyle f(x_1)<f(x_2)이다. 따라서 f(x)\displaystyle f(x)는 실수 전체의 집합에서 증가한다.

2-5 · 이차함수에서 x\displaystyle x의 값의 범위가 제한될 때, 최댓값 또는 최솟값을 구하는 방법을 알고 있는지와 도함수의 부호를 이용하여 함수의 증가와 감소를 판단할 수 있는지를 평가한다.

【2-5】(1) 먼저, p<3\displaystyle p<-3이고 qα(p)=2p3\displaystyle q\ge\alpha(p)=-2p-3이라고 가정하자. 그러면 이차함수f(x)=3x2+2px+q=3(x+p3)2+qp23\displaystyle f^{\prime}(x)=3x^2+2px+q=3\left(x+\frac p3\right)^2+q-\frac{p^2}3의 꼭짓점의 x\displaystyle x좌표 x=p3\displaystyle x=-\frac p31\displaystyle 1보다 크고 f(1)=3+2p+q0\displaystyle f^{\prime}(1)=3+2p+q\ge0이므로 열린 구간 (0,1)\displaystyle (0,1)에 속하는 모든 x\displaystyle x에 대하여 f(x)>f(1)0\displaystyle f^{\prime}(x)>f^{\prime}(1)\ge0이다. 따라서 제시문 [나]에 의하여 함수 f(x)\displaystyle f(x)는 구간 (0,1)\displaystyle (0,1)에서 증가한다.(2) 3p<0\displaystyle -3\le p<0이고 qα(p)=p23\displaystyle q\ge\alpha(p)=\frac{p^2}3이면 p23q\displaystyle p^2\le3q이므로 문제 [2-4]의 결과에 의하여 함수 f(x)\displaystyle f(x)가 실수 전체의 집합에서 증가하므로 특별히 구간 (0,1)\displaystyle (0,1)에서도 증가한다.(3) 마지막으로 p0\displaystyle p\ge0이고 qα(p)=0\displaystyle q\ge\alpha(p)=0이면 열린 구간 (0,1)\displaystyle (0,1)에 속하는 모든 x\displaystyle x에 대하여f(x)=3x2+2px+q3x2>0\displaystyle f^{\prime}(x)=3x^2+2px+q\ge3x^2>0이다. 따라서 제시문 [나]에 의하여 함수 f(x)\displaystyle f(x)는 구간 (0,1)\displaystyle (0,1)에서 증가한다.

하나의 문제라도 답안지를 백지로 제출한 경우 과락 처리함

문제 번호와 답안을 바꿔 작성한 경우 과락 처리함

검은색 이외의 색깔 펜을 사용한 경우 과락 처리함

답안이나 답안지 여백에 문제와 관계없는 불필요한 낙서나 이와 유사한 표식이 있는 경우 또는 답안 내용 중 확연히 수험생 본인을 식별할 수 있는 내용이 있는 경우 과락 처리함

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.