미적분Ⅱ여러 가지 적분법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

기함수 부분적분

문제

도함수가 실수 전체의 집합에서 연속인 함수 f(x)f ( x )가 다음 조건을 만족시킨다.

(가) 모든 실수 xx에 대하여 f(x)=f(x)f ( - x ) = \mathit{-} f ( x )이다. (나) f(π)=0f ( \pi ) = 0 (다) 0πx2f(x)dx=8π\displaystyle \int _{0} ^{\pi} {x ^{2} f' ( x )} dx = \mathit{-} 8 \pi

ππ(x+cosx)f(x)dx=kπ\displaystyle \int _{- \pi} ^{\pi} {( x + \cos x ) f ( x )} dx = k \pi일 때, kk의 값을 구하시오. [3점]

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해설

y=f(x)y = f ( x )의 그래프는 원점에 대하여 대칭이므로 f(x)cosxf ( x ) \cos x는 원점에 대하여 대칭이고 xf(x)x f ( x )yy축에 대하여 대칭이다. 따라서 ππ(x+cosx)f(x)dx\displaystyle \int _{- \pi} ^{\pi} {( x + \cos x ) f ( x )} dx=20πxf(x)dx\displaystyle = 2 \int _{0} ^{\pi} x f ( x ) dx이다. 0πx2f(x)dx=\displaystyle \int _{0} ^{\pi} x ^{2} f' ( x ) dx =[x2f(x)]0π20πxf(x)dx\displaystyle \left[ x ^{2} f ( x ) \right] _{0} ^{\pi} - 2 \int _{0} ^{\pi} x f ( x ) dx =020πxf(x)dx\displaystyle = 0 - 2 \int _{0} ^{\pi} x f ( x ) dx=8π= - 8 \pi 따라서 20πxf(x)dx\displaystyle 2 \int _{0} ^{\pi} {} xf ( x ) dx=8π= 8 \pi, \therefore k=8k = 8

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