미적분Ⅱ급수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

거듭제곱근 개수 급수

문제

22보다 큰 자연수 nn에 대하여 (3)n1( - 3 ) ^{n-1}nn제곱근 중 실수인 것의 개수를 ana _{n}이라 할 때, n=3an2n\displaystyle \sum\limits _{n=3} ^{\infty} \frac{a _{n}}{2 ^{n}}의 값은? [4점] 16\displaystyle \frac{1}{6}14\displaystyle \frac{1}{4}13\displaystyle \frac{1}{3}512\displaystyle \frac{5}{12}12\displaystyle \frac{1}{2}

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해설

n3n \geq 3에서 (3)n1n=(3)13n\displaystyle ( - 3 ) ^{\frac{n - 1}{n}} = ( - 3 ) \cdot \frac{1}{\sqrt[n]{- 3}}이 실수이므로 n=2k+1n = 2 k + 1일 때, an=1a _{n} = 1 n=2k+2n = 2 k + 2일 때, an=0a _{n} = 0(단, kk는 자연수) \thereforen=3an2n=a323+a424+a525+a626+\displaystyle \sum\limits _{n = 3} ^{\infty} \frac{a _{n}}{2 ^{n}} = \frac{a _{3}}{2 ^{3}} + \frac{a _{4}}{2 ^{4}} + \frac{a _{5}}{2 ^{5}} + \frac{a _{6}}{2 ^{6}} + \cdots =123+024+125+026+\displaystyle = \frac{1}{2 ^{3}} + \frac{0}{2 ^{4}} + \frac{1}{2 ^{5}} + \frac{0}{2 ^{6}} + \cdots =123+125+127+\displaystyle = \frac{1}{2 ^{3}} + \frac{1}{2 ^{5}} + \frac{1}{2 ^{7}} + \cdots =18114=16\displaystyle = \frac{\frac{1}{8}}{1 - \frac{1}{4}} = \frac{1}{6}

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