미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

두 점 만남과 이동 거리

문제

시각 tt=0= 0일 때 동시에 원점을 출발하여 수직선 위를 움직이는 두 점 P,Q\mathrm{P} , Q의 시각 tt(t0t \geq 0)에서의 속도가 각각 v1(t)v _{1} \left( t \right)=3t26t= 3 t ^{2} - 6 t, v2(t)v _{2} \left( t \right)=2t= 2 t 이다. 두 점 P,Q\mathrm{P} , Q가 시각 tt=a= a(a>0a > 0)에서 만날 때, 시각 tt=0= 0에서 tt=a= a까지 점 P\mathrm{P}가 움직인 거리는? [4점] 22222424262628283030

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해설

{x1(t)=t33t2x2(t)=t2\displaystyle {\begin{cases} x _{1} \left( t \right) = t ^{3} - 3 t ^{2} & \\ x _{2} \left( t \right) = t ^{2} & \end{cases}}이므로 a33a2=a2a ^{3} - 3 a ^{2} = a ^{2} a=4\therefore a = 4 (a>0)( \because a > 0 ) 또한, {x1(t)}=3t26t\left\{ x _{1} \left( t \right) \right\}' = 3 t ^{2} - 6 t이므로 점 P\mathrm{P}가 움직인 거리는 043t26tdt\displaystyle \int _{0} ^{4} {\left| 3 t ^{2} - 6 t \right| dt}=02(3t2+6t)dt+24(3t26t)dt\displaystyle = \int _{0} ^{2} {\left( - 3 t ^{2} + 6 t \right) dt} + \int _{2} ^{4} {\left( 3 t ^{2} - 6 t \right) dt} =3×(20)36+x1(4)x1(2)\displaystyle = \frac{3 \times \left( 2 - 0 \right) ^{3}}{6} + x _{1} \left( 4 \right) - x _{1} \left( 2 \right) =4+20= 4 + 20=24= 24 따라서 움직인 거리는 2424이다.

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