미적분Ⅱ도함수의 활용수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)
번지점프 줄 반지름 변화율
문제
높이가 인 번지점프대에 길이가 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 였던 탄력줄의 길이가 로 되는 순간에 탄력줄의 길이가 늘어나는 속도는 이고, 탄력줄의 반지름의 길이는 이다. 이 순간에 탄력줄의 반지름의 길이의 변화율을 라 할 때, 의 값을 구하시오.(단, 는 서로소인 자연수이다.) [4점]

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해설
점프대를 출발한지 초 후의 탄력줄의 길이를 , 반지름의 길이를 라 하면 탄력줄의 부피 는 (일정)이고 과 는 모두 의 함수이다. 이 식을 시각 에 대하여 미분하면 , 지점을 지나는 순간 ,, 이므로 에서 ∴