미적분Ⅱ여러 가지 미분법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

두 지수함수의 접선과 x절편

문제

[13~14] a>3a > 3인 상수 aa에 대하여 두 곡선 y=ax1y = a ^{x - 1}y=3xy = 3 ^{x}이 점 PP 에서 만난다. 점 PPxx좌표를 kk라 할 때, 13번과 14번의 두 물음에 답하시오.

P\mathrm{P}에서 곡선 y=3xy = 3 ^{x}에 접하는 직선이 xx축과 만나는 점을 A\mathrm{A}, 점 P\mathrm{P}에서 곡선 y=ax1y = a ^{x-1}에 접하는 직선이 xx축과 만나는 점을 B\mathrm{B}라 하자. 점 H(k,0){\mathrm{H}} ( k , 0 )에 대하여 AH=2BH\displaystyle \mathrm{\overline{AH}} = 2 \overline{BH}일 때, aa의 값은? [4점] 667788991010

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해설

y=3xy = 3 ^{x}에서 y=3xln3y' = 3 ^{x} \ln 3이므로 곡선 y=3xy = 3 ^{x}위의 점 PP에서의 접선의 방정식은 y3x=(3kln3)(xk)y - 3 ^{x} = ( 3 ^{k} \ln 3 ) ( x - k ) 위 식에 y=0y = 0을 대입하면 3k=(3kln3)(xk)- 3 ^{k} = ( 3 ^{k} \ln 3 ) ( x - k ) x=k1ln3\displaystyle \therefore x = k - \frac{1}{\ln 3} A(k1ln3,0)\displaystyle \therefore A ( k - \frac{1}{\ln 3} , 0 ) y=ax1y = a ^{x - 1}에서 y=ax1lnay' = a ^{x - 1} \ln a 이므로 곡선 y=ax1y = a ^{x - 1}위의 점PP에서의 접선의 방정식은 yax1=(ak1lna)(xk)y - a ^{x - 1} = ( a ^{k - 1} \ln a ) ( x - k ) 위 식에 y=0y = 0을 대입하면 ak1=(ak1lna)(xk)- a ^{k - 1} = ( a ^{k - 1} \ln a ) ( x - k ) x=k1lna\displaystyle \therefore x = k - \frac{1}{\ln a} B(k1lna,0)\displaystyle \therefore B ( k - \frac{1}{\ln a} , 0 ) 이때, AH=2BH\displaystyle \overline{AH} = 2 \overline{BH}이므로 1ln3=2lna,lna=2ln3\displaystyle \frac{1}{\ln 3} = \frac{2}{\ln a} , \ln a = 2 \ln 3 a=32=9\therefore a = 3 ^{2} = 9

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