미적분Ⅰ도함수의 활용수능 기출기본 문제 (3점 중반)

두 점 속도와 거리

문제

수직선 위를 움직이는 두 점 P,Q\mathrm{P} , \mathrm{Q}의 시각 tt일 때의 위치는 각각 P(t)=13t3+4t23,Q(t)=2t210\displaystyle P ( t ) = \frac{1}{3} t ^{3} + 4 t - \frac{2}{3} , Q ( t ) = 2 t ^{2} - 10이다. 두 점 P,Q\mathrm{P} , \mathrm{Q}의 속도가 같아지는 순간 두 점 P,Q\mathrm{P} , \mathrm{Q} 사이의 거리를 구하시오. [3점]

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12

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해설

P\mathrm{P}, Q\mathrm{Q}의 속도를 구하면 P(t)=t2+4{\mathrm{P}}' ( t ) = t ^{2} + 4, Q(t)=4t{\mathrm{Q}}' ( t ) = 4 t 두 점의 속도가 같아지는 시각은 t2+4=4tt ^{2} + 4 = 4 t, (t2)2=0( t - 2 ) ^{2} = 0 t=2\therefore t = 2 시각 tt일 때 두 점 사이의 거리는 PQ=13t32t2+4t+283\displaystyle {\overline{\mathrm{P}} Q} = \left| \frac{1}{3} t ^{3} - 2 t ^{2} + 4 t + \frac{28}{3} \right| 에서 t=2t = 2일 때에는 PQ\displaystyle \overline{\mathrm{P}} Q=838+8+283\displaystyle = \left| \frac{8}{3} - 8 + 8 + \frac{28}{3} \right|=363\displaystyle = \frac{36}{3}=12= 12

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