대수수열의 합수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

도함수 점화식 다항식의 상수항

문제

모든 자연수 nn에 대하여, 다항식 fn(x)f _{n} ( x )는 다음 두 성질 (가)와 (나)를 갖는다.

(가) f1(x)=x2f _{1} ( x ) = x ^{2} (나) fn+1(x)=fn(x)+fn(x)f _{n+1} ( x ) = f _{n} ( x ) + f _{n}' ( x )

f25(x)f _{25} ( x )의 상수항은? [1.5점] 548548550550552552554554556556

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해설

f1(x)=x2f _{1} ( x ) = x ^{2}에서 f1(x)=2xf' _{1} ( x ) = 2 x fn+1(x)=fn(x)+fn(x)f _{n+1} ( x ) = f _{n} ( x ) + f' _{n} ( x )에서 f2(x)=f1(x)+f1(x)=x2+2xf _{2} ( x ) = f _{1} ( x ) + f' _{1} ( x ) = x ^{2} + 2 x 즉, fn(x)f _{n} ( x )x2x ^{2}인 계수가 1122차식이므로 fn(x)=x2+anx+bnf _{n} ( x ) = x ^{2} + a _{n} x + b _{n}으로 놓을 수 있다. fn+1(x)=x2+an+1x+bn+1f _{n+1} ( x ) = x ^{2} + a _{n+1} x + b _{n+1}로 놓으면 fn+1(x)fn(x)=fn(x)f _{n+1} ( x ) - f _{n} ( x ) = f' _{n} ( x )에서 x2+an+1x+bn+1(x2+anx+bn)x ^{2} + a _{n+1} x + b _{n+1} - ( x ^{2} + a _{n} x + b _{n} )=2x+an= 2 x + a _{n} (an+1an)x+bn+1bn=2x+an( a _{n+1} - a _{n} ) x + b _{n+1} - b _{n} = 2 x + a _{n} an+1an=2,bn+1bn=an\therefore a _{n + 1} - a _{n} = 2 , b _{n + 1} - b _{n} = a _{n} an+1an=2a _{n+1} - a _{n} = 2에서 an=a1+2(n1)a _{n} = a _{1} + 2 ( n - 1 ) a1=0a _{1} = 0이므로an=2(n1)a _{n} = 2 ( n - 1 ) bn+1bn=2(n1)b _{n+1} - b _{n} = 2 ( n - 1 )에서bn=b1+k=1n12(k1)\displaystyle b _{n} = b _{1} + \sum\limits _{k=1} ^{n-1} 2 ( k - 1 ) b25=b1+k=1242(k1)\displaystyle \therefore b _{25} = b _{1} + \sum\limits _{k = 1} ^{24} 2 ( k - 1 )=0+2(24252)224\displaystyle = 0 + 2 \left( \frac{24 \cdot 25}{2} \right) - 2 \cdot 24=552= 552

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