미적분Ⅰ도함수의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

두 접선의 y절편 차의 최솟값

문제

삼차함수 f(x)f \left( x \right)=x3+x2= x ^{3} + x ^{2}의 그래프 위의 두 점 (t,f(t))\left( t , f \left( t \right) \right)(t+1,f(t+1))\left( t + 1 , f \left( t + 1 \right) \right)에서의 접선의 yy절편을 각각 g1(t)g _{1} \left( t \right)g2(t)g _{2} \left( t \right)라 하자. 함수 h(t)h \left( t \right)=g1(t)g2(t)= \left| g _{1} \left( t \right) - g _{2} \left( t \right) \right|의 최솟값은? [4점] 13\displaystyle \frac{1}{3}23\displaystyle \frac{2}{3}1143\displaystyle \frac{4}{3}53\displaystyle \frac{5}{3}

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해설

f(x)=3x2+2xf' ( x ) = 3 x ^{2} + 2 x이고, (t,f(t))( t , f ( t ) )에서의 접선의 방정식은 y=(3t2+2t)(xt)+t3+t2y = ( 3 t ^{2} + 2 t ) ( x - t ) + t ^{3} + t ^{2} \cdots \cdots(t+1,f(t+1))( t + 1 , f ( t + 1 ) )에서의 접선의 방정식은 y=(3(t+1)2+2(t+1))(xt1)+(t+1)3+(t+1)2y = ( 3 ( t + 1 ) ^{2} + 2 ( t + 1 ) ) ( x - t - 1 ) + ( t + 1 ) ^{3} + ( t + 1 ) ^{2} \cdots \cdots ㉡ ㉠, ㉡에서 각각의 yy절편 g1(t),g2(t)g _{1} ( t ) , g _{2} ( t )를 구하면 g1(t)=2t3t2g _{1} ( t ) = - 2 t ^{3} - t ^{2}, g2(t)=2(t+1)3(t+1)2g _{2} ( t ) = - 2 ( t + 1 ) ^{3} - ( t + 1 ) ^{2} \therefore h(t)h ( t )=g1(t)g2(t)= \left| g _{1} \left( t \right) - g _{2} \left( t \right) \right| =6t2+8t+3= | 6 t ^{2} + 8 t + 3 | =6(t+23)2+13\displaystyle = \left| 6 \left( t + \frac{2}{3} \right) ^{2} + \frac{1}{3} \right| 따라서 h(t)h ( t )의 최솟값은 t=23\displaystyle t = - \frac{2}{3}일 때 13\displaystyle \frac{1}{3}

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