미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

도함수 절댓값 적분

문제

최고차항의 계수가 1인 삼차함수 f(x)f ( x )가 다음 조건을 만족시킨다. (가) 함수 f(x)f ( x )x=1x = - 1에서 극댓값, x=1x = 1에서 극솟값을 가진다. (나) 방정식 f(x)=0f ( x ) = 0은 서로 다른 세 실근 α,β,γ\alpha , \beta , \gamma (α<β<γ)( \alpha < \beta < \gamma )를 가진다.

g(x)=1xf(t)dt\displaystyle g ( x ) = \int _{- 1} ^{x} {\left| f' ( t ) \right| dt}라 할 때, g(γ)g(α)g ( \gamma ) - g ( \alpha )의 값은? [4점]

68101214

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해설

[출제의도] 정적분으로 표시된 함수의 미분을 이용하여 문제해결하기 f(x)=3(x+1)(x1)=3x23f' ( x ) = 3 ( x + 1 ) ( x - 1 ) = 3 x ^{2} - 3 f(x)=x33x+Cf ( x ) = x ^{3} - 3 x + C (단, CC는 적분상수)이고, (가), (나)에 의하여 α<1<β<1<γ\alpha < - 1 < \beta < 1 < \gamma g(γ)g(α)=1γf(x)dx1αf(x)dx\displaystyle g ( \gamma ) - g ( \alpha ) = \int _{- 1} ^{\gamma} {\left| f' ( x ) \right|} dx - \int _{- 1} ^{\alpha} {\left| f' ( x ) \right| dx} =1γf(x)dx+α1f(x)dx\displaystyle = \int _{- 1} ^{\gamma} {\left| f' ( x ) \right|} dx + \int _{\alpha} ^{- 1} {\left| f' ( x ) \right| dx} =αγf(x)dx\displaystyle = \int _{\alpha} ^{\gamma} {\left| f' ( x ) \right|} dx =α1f(x)dx11f(x)dx+1γf(x)dx\displaystyle = \int _{\alpha} ^{- 1} {f' ( x )} dx - \int _{- 1} ^{1} {f' ( x )} dx + \int _{1} ^{\gamma} {f' ( x )} dx =[f(x)]α1[f(x)]11+[f(x)]1γ= \left[ f ( x ) \right] _{\alpha} ^{- 1} - \left[ f ( x ) \right] _{- 1} ^{1} + \left[ f ( x ) \right] _{1} ^{\gamma} =f(1)f(α)f(1)+f(1)+f(γ)f(1)= f ( - 1 ) - f ( \alpha ) - f ( 1 ) + f ( - 1 ) + f ( \gamma ) - f ( 1 ) =2{f(1)f(1)}= 2 \left\{ f ( - 1 ) - f ( 1 ) \right\} =8= 8

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