+10점 · 치환적분법을 이용하여 ∫0πxf(x)dx=∫0π(π−t)f(π−t)dt임을 안다.(1) I=∫0πxf(x)dx라 하자. t=π−x로 놓으면 치환적분법에 의하여I=−∫π0(π−t)f(π−t)dt=∫0π(π−t)f(π−t)dt
+8점 · (가)에 근거하여 ∫0π(π−t)f(π−t)dt=∫0π(π−t)f(t)dt임을 안다.이다. (가)에 의해 f(π−t)=f(t) (0≤t≤π)이므로I=∫0π(π−t)f(t)dt=π∫0πf(t)dt−∫0πtf(t)dt
+7점 · (다)에 근거하여 ∫0π(π−t)f(t)dt=π−∫0πtf(t)dt임을 안다.가 되며, (다)에 의해 ∫0πf(t)dt=1이므로I=π−I
+5점 · ∫0πxf(x)dx=2π임을 안다.이다. 따라서 I=2π이므로 구하는 정적분의 값은∫0πxf(x)dx=2π이다.
+5점 · 수열을 이용하여 구하려는 합을 표현 할 수 있다.(2) 구하려는 합을 Sn이라 하자. Sn을 ∑로 표현하면Sn=k=1∑nk∫2(k−1)π2kπxf(x)dx이다.
+40점 · k=1,2,3,⋯에 대해 ∫2(k−1)π2kπxf(x)dx=2(2k−1)π임을 안다.k=0,1,2,⋯에 대하여ak=∫kπ(k+1)πxf(x)dx……①라 하면∫2(k−1)π2kπxf(x)dx=∫(2k−2)π(2k−1)πxf(x)dx+∫(2k−1)π2kπxf(x)dx=a2k−2+a2k−1이므로Sn=k=1∑nk(a2k−2+a2k−1)……②이다. ①에서 t=x−kπ로 놓으면 치환적분법에 의하여ak=∫0π(t+kπ)f(t+kπ)dt이다.
+10점 · k=1,2,3,⋯에 대해 ∫2(k−1)π2kπxf(x)dx=2(2k−1)π임을 보일 때 사용된 제시문의 조건을 정확히 제시할 수 있다.이때 (가)와 (나)에 의해f(t+kπ)=f(π+{t+(k−1)π})=f(−{t+(k−1)π})∵(가)=f(t+(k−1)π)∵(나)=⋯=f(t)이므로ak=∫0π(t+kπ)f(t)dt=∫0πtf(t)dt+kπ∫0πf(t)dt이다. 문제 1-(1)에 의해 ∫0πtf(t)dt=2π이고 (다)에 의해 ∫0πf(t)dt=1이므로ak=2π+kπ이다.
+5점 · 구하려는 합 Sn이 Sn=k=1∑nk(4k−2)π임을 안다.따라서 a2k−2+a2k−1=4k−2이므로 이를 ②에 대입하여 정리하면 구하는 합 Sn은Correction. 대학 답안의 a2k−2+a2k−1=4k−2에는 π가 빠져 있다. 오른쪽은 (4k−2)π이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.Sn=k=1∑nk(4k−2)π
+10점 · 구하려는 합 Sn이 Sn=3n(n+1)(4n−1)임을 안다.Correction. 채점기준의 최종 합에는 π가 빠져 있다. 최종 합은 3n(n+1)(4n−1)π이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
=4πk=1∑nk2−2πk=1∑nk=4π6n(n+1)(2n+1)−2π2n(n+1)=3n(n+1)(4n−1)Correction. 대학 답안의 최종 합에는 π가 빠져 있다. 최종 합은 3n(n+1)(4n−1)π이다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.이다.