미적분Ⅰ도함수의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

도함수 부호 조건 정수

문제

함수 f(x)=x416x2f ( x ) = x ^{4} - 16 x ^{2}에 대하여 다음 조건을 만족시키는 모든 정수 kk값의 제곱의 합을 구하시오. [4점]

(가) 구간 (k,k+1)( k , k + 1 )에서 f(x)<0f' ( x ) < 0이다. (나) f(k)f(k+2)<0f' ( k ) f' ( k + 2 ) < 0

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해설

[출제의도] 도함수의 성질을 이용하여 주어진 조건을 만족하는 문제를 해결한다.

f(x)f' ( x )=4x(x28)= 4 x ( x ^{2} - 8 )이므로 f(x)f' ( x )=0= 0에서 xx=22\displaystyle = - 2 \sqrt{2}, 00, 22\displaystyle 2 \sqrt{2} (가)의 조건에 의해 f(x)f ( x )는 구간 (k,k+1)( k , k + 1 )에서 감소한다. 그래프에서 감소하는 구간은 (,22)\displaystyle ( - \infty , - 2 \sqrt{2} ), (0,22)\displaystyle ( 0 , 2 \sqrt{2} )이고, kk는 정수이므로 k=k =00, 11 또는 4- 4, 5- 5, \cdots (나)의 조건에 의해 f(k+2)f' ( k + 2 )>0> 0이므로 kk=1= 1 또는 4- 4 따라서 12+(4)21 ^{2} + ( - 4 ) ^{2}=17= 17

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