미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

두 물체 속도 그래프

문제

같은 높이의 지면에서 동시에 출발하여 지면과 수직인 방향으로 올라가는 두 물체 AA, BB가 있다. 그림은 시각 t(0tc)t ( 0 \leq t \leq c ) 에서 물체 AA의 속도 f(t)f ( t )와 물체 BB의 속도 g(t)g ( t )를 나타낸 것이다.

0cf(t)dt=0cg(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{c} f ( t ) dt = \int _{0} ^{c} g ( t ) dt이고 0tc0 \leq t \leq c일 때, 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [4점]

[ 보 기 ]
ㄱ. t=at = a일 때, 물체AA는 물체BB보다 높은 위치에 있다. ㄴ. t=bt = b일 때, 물체AA와 물체BB의 높이의 차가 최대이다. ㄷ. t=ct = c일 때, 물체AA와 물체BB는 같은 높이에 있다.

ㄱ, ㄴㄱ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

[출제의도] 속도와 거리의 관계를 추론할 수 있는가 ? ㄱ. t=at = a일 때, 물체 A의 높이는 0af(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{a} f ( t ) dt이고, 물체 B의 높이는 0ag(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{a} g ( t ) dt이다. 이때, 주어진 그림에서 0af(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{a} f ( t ) dt>>0ag(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{a} g ( t ) dt 이므로 A가 B보다 높은 위치에 있다. (참) ㄴ. 0tb0 \leq t \leq b일 때 f(t)g(t)0f ( t ) - g ( t ) \geq 0이므로 시각 tt에서의 두 물체 A, B의 높이의 차는 점점 커진다. 또, b<tcb < t \leq c일 때 f(t)g(t)<0f ( t ) - g ( t ) < 0이므로 시각 tt에서의 두 물체 A, B의 높이의 차는 점점 줄어든다. 따라서 t=bt = b일 때, 물체 A와 물체 B의 높이의 차가 최대이다. (참) ㄷ. 0cf(t)dt=0cg(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{c} f ( t ) dt = \int _{0} ^{c} g ( t ) dt이므로 t=ct = c일 때, 물체 A와 물체 B는 같은 높이에 있다. (참) 이상에서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ이다.

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