미적분Ⅱ도함수의 활용수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

번지점프 줄 반지름 변화율

문제

높이가 45m45 \mathrm{m}인 번지점프대에 길이가 20m20 \mathrm{m}인 원기둥 모양의 탄력줄이 연결되어 있다. 이 탄력줄은 힘을 주어 길이가 늘어나도 원기둥 모양이 유지되며 그 부피는 변하지 않는다고 한다. 어떤 사람이 탄력줄을 매고 점프대를 출발한 후 20m20 \mathrm{m}였던 탄력줄의 길이가 25m25 \mathrm{m}로 되는 순간에 탄력줄의 길이가 늘어나는 속도는 10m/10 \mathrm{m} / \text{초}이고, 탄력줄의 반지름의 길이는 3100m\displaystyle \frac{3}{100} \mathrm{m}이다. 이 순간에 탄력줄의 반지름의 길이의 변화율을 bam/\displaystyle - \frac{b}{a} \mathrm{m} / \text{초}라 할 때, a+ba + b의 값을 구하시오.(단, a,ba , b는 서로소인 자연수이다.) [4점]

정답 보기
503

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

점프대를 출발한지 tt초 후의 탄력줄의 길이를 l(20)l ( \geq 20 ), 반지름의 길이를 rr라 하면 탄력줄의 부피 VVV=πr2lV = \pi r ^{2} l(일정)이고 llrr는 모두 tt의 함수이다. 이 식을 시각 tt에 대하여 미분하면 dVdt=π(r2dldt+2rldrdt)=0\displaystyle \frac{dV}{dt} = \pi \left( r ^{2} \frac{dl}{dt} + 2 rl \frac{dr}{dt} \right) = 0, r2dldt+2rldrdt=0\displaystyle r ^{2} \frac{dl}{dt} + 2 rl \frac{dr}{dt} = 0 AA지점을 지나는 순간 l=25(m)l = 25 ( \mathrm{m} ),r=3100(m)\displaystyle r = \frac{3}{100} ( \mathrm{m} ), dldt=10(m/)\displaystyle \frac{dl}{dt} = 10 ( \mathrm{m} / \text{초} )이므로 (3100)2×10+2×3100×25drdt=0\displaystyle \left( \frac{3}{100} \right) ^{2} \times 10 + 2 \times \frac{3}{100} \times 25 \frac{dr}{dt} = 0에서 drdt=3500(m/)\displaystyle \frac{dr}{dt} = - \frac{3}{500} ( \mathrm{m} / \text{초} )a+b=500+3=503a + b = 500 + 3 = 503

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로