미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

급수와 정적분

문제

함수 f(x)=4x3+8f ( x ) = 4 x ^{3} + 8에 대하여 limn1nk=1nf(kn)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {} \frac{1}{n} \sum\limits _{k = 1} ^{n} f \left( \frac{k}{n} \right) 의 값을 구하시오. [4점]

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해설

[출제의도] 급수와 정적분의 관계를 이해하여 관련 문항을 해결할 수 있다. kn=xk\displaystyle \frac{k}{n} = x _{k}라 하면 limn1nk=1nf(kn)=limn1nk=1nf(xk)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{1}{n} \sum\limits _{k=1} ^{n}} f \left( \frac{k}{n} \right) = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{1}{n} \sum\limits _{k=1} ^{n}} f \left( x _{k} \right) =01f(x)dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} f \left( x \right) dx=01(4x3+8)dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} {\left. \left( 4 x ^{3} + 8 \right. \right) dx}=[x4+8x]01=9\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} x ^{4} + 8 x \begin{matrix} \\ \end{matrix} \end{array} \right] _{0} ^{1} = 9

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