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  • 개천에서 용나는 걸 보고 싶단 말이지.
지난 교육과정 기출문제/미적분

2019학년도 06월 가형 30번

by Dyner 2022. 6. 8.
2018.06.A.30
30. 실수 전체의 집합에서 미분가능한 함수 f(x)에 대하여 곡선 y=f(x) 위의 점 (t, f(t))에서의 접선의 y 절편을 g(t)라 하자. 모든 실수 t에 대하여
(1+t2){g(t+1)g(t)}=2t
이고, 01f(x)dx=ln104, f(1)=4+ln178일 때, 2{f(4)+f(4)}44f(x)dx의 값을 구하시오.

i. 정리

  • y=f(x)는 미분가능
  • (t, f(t))에서의 접선의 y 절편 : g(t)
  • (1+t2){g(t+1)g(t)}=2t
  • 01f(x)dx=ln104, f(1)=4+ln178

ii. 생각

  • 우선 가능한 g(t)를 구하자.

    y=f(t)(xt)+f(t)

    g(t)=f(t)tf(t)

  • g(t)0부터 1까지 적분하면, 01f(x)dx를 이용할 수 있을 듯 하다?

    01g(t)dt=01f(t)dt[tf(t)]01+01f(t)dt=201f(t)dt[tf(t)]01=201f(t)dtf(1)=ln1024ln178

  • 어? g(t)4부터 4까지 적분하면 44f(t)dt의 꼴은 꺼낼 수 있을 듯 하다.

    44g(t)dt=244f(t)dt[tf(t)]44=244f(t)dt(4f(4)+4f(4))=244f(t)dt4{f(4)+f(4)}

    어랏? 다 튀어나오네?

    2{f(4)+f(4)}44f(t)dt=1244g(t)dt

  • g(t+1)g(t)=2t1+t2를 이용하면 될 거 같은데?

    nn+1g(t+1)dtnn+1g(t)=nn+12t1+t2dt

    식을 좀 변형하자.

    nn+1g(t+1)dt=nn+12t1+t2dt+nn+1g(t)dt

    • nn+1g(t+1)dt를 치환하자.

      t+1=udt=du, n+1n+2

      nn+1g(t+1)dt=n+1n+2g(u)du

    • nn+12t1+t2dt를 적분해놓자.

      1+t2=k2tdt=dk, 1+n21+(n+1)2

      nn+12t1+t2dt=1+n21+(n+1)21kdk=ln1+(1+n)21+n2

  • nn+1g(t+1)dt=nn+12t1+t2dt+nn+1g(t)dt를 다시 쓰면,

    n+1n+2g(t)dt=nn+12t1+t2dt+nn+1g(t)dt=nn+1g(t)dt+ln1+(1+n)21+n2

    와...이제부터 산수가 시작되겠어...

     

    • n=0이면

      12g(t)dt=01g(t)dt+ln2

    • n=1이면

      23g(t)dt=12g(t)dt+ln52=01g(t)dt+ln5

    • n=2이면

      34g(t)dt=23g(t)dt+ln105=01g(t)dt+ln10

    왠지 규칙이 있는 거 같다? 아무튼 구한 걸 정리하면,

    04g(t)dt=401g(t)dt+2ln10

     

    식을 조금 바꾸자.

    nn+1g(t)dt=n+1n+2g(t)dtln1+(1+n)21+n2

     

    • n=1을 대입하면,

      10g(t)dt=01g(t)dtln12=01g(t)dt+ln2

    • n=2를 대입하면,

      21g(t)dt=10g(t)dtln25=10g(t)dt+ln52=01g(t)dt+ln5

    • n=3을 대입하면,

      규칙있네...

      32g(t)dt=01g(t)dt+ln10

    • n=4를 대입하면,

      43g(t)dt=01g(t)dt+ln17

    40g(t)dt=401g(t)dt+2ln10+ln17

  • 마지막 계산을 하자.

    44g(t)dt=40g(t)dt+04g(t)dt=801g(t)dt+4ln10+ln17=4ln1032ln17+4ln10+ln17=32

 2{f(4)+f(4)}44f(t)dt=1244g(t)dt=16

 

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