미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

곡선과 직선 넓이 차

문제

그림과 같이 함수 f(x)=x3+2x2+x+2f \left( x \right) = x ^{3} + 2 x ^{2} + x + 2에 대하여 곡선 y=f(x)y = f \left( x \right)와 직선 y=4x+2y = 4 x + 2가 제11사분면에서 만나는 점을 P{\mathrm{P}}, yy축 위에서 만나는 점을 Q{\mathrm{Q}}라 하자. 직선 y=4x+2y = 4 x + 2xx축과 만나는 점을 R{\mathrm{R}}라 할 때, 곡선 y=f(x)y = f \left( x \right)xx축 및 선분 RQ{\mathrm{RQ}}로 둘러싸인 부분의 넓이를 AA, 곡선 y=f(x)y = f \left( x \right)와 선분 QP{\mathrm{QP}}로 둘러싸인 부분의 넓이를 BB라 하자. ABA - B의 값은? [4점]

2294\displaystyle \frac{9}{4}52\displaystyle \frac{5}{2}114\displaystyle \frac{11}{4}33

정답 보기

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

f(x)=x3+2x2+x+2=(x+2)(x2+1)f \left( x \right) = x ^{3} + 2 x ^{2} + x + 2 = \left( x + 2 \right) \left( x ^{2} + 1 \right) 이므로 곡선 y=f(x)y = f \left( x \right)xx축이 만나는 점의 좌표는 (2,0)\left( - 2 , 0 \right) g(x)=4x+2g \left( x \right) = 4 x + 2라 하면 f(x)=g(x)f \left( x \right) = g \left( x \right)에서 x3+2x2+x+2=4x+2x ^{3} + 2 x ^{2} + x + 2 = 4 x + 2 x(x1)(x+3)=0x \left( x - 1 \right) \left( x + 3 \right) = 0 x=3x = - 3 또는 x=0x = 0 또는 x=1x = 1이므로 점 P{\mathrm{P}}의 좌표는 (1,6)\left( 1 , 6 \right), 점 Q{\mathrm{Q}}의 좌표는 (0,2)\left( 0 , 2 \right) g(x)=0g \left( x \right) = 0에서 4x+2=04 x + 2 = 0 x=12\displaystyle x = - \frac{1}{2}이므로 점 R{\mathrm{R}}의 좌표는 (12,0)\displaystyle \left( - \frac{1}{2} , 0 \right) A=212f(x)dx+120(f(x)g(x))dx\displaystyle A = \int _{- 2} ^{- \frac{1}{2}} f \left( x \right) dx + \int _{- \frac{1}{2}} ^{0} \left( f \left( x \right) - g \left( x \right) \right) dx B=01(g(x)f(x))dx\displaystyle B = \int _{0} ^{1} \left( g \left( x \right) - f \left( x \right) \right) dx ABA - B =212f(x)dx+120(f(x)g(x))dx01(g(x)f(x))dx\displaystyle = \int _{- 2} ^{- \frac{1}{2}} f \left( x \right) dx + \int _{- \frac{1}{2}} ^{0} \left( f \left( x \right) - g \left( x \right) \right) dx - \int _{0} ^{1} \left( g \left( x \right) - f \left( x \right) \right) dx =212f(x)dx+120(f(x)g(x))dx+01(f(x)g(x))dx\displaystyle = \int _{- 2} ^{- \frac{1}{2}} f \left( x \right) dx + \int _{- \frac{1}{2}} ^{0} \left( f \left( x \right) - g \left( x \right) \right) dx + \int _{0} ^{1} \left( f \left( x \right) - g \left( x \right) \right) dx =212f(x)dx+121(f(x)g(x))dx\displaystyle = \int _{- 2} ^{- \frac{1}{2}} f \left( x \right) dx + \int _{- \frac{1}{2}} ^{1} \left( f \left( x \right) - g \left( x \right) \right) dx =21f(x)dx121g(x)dx\displaystyle = \int _{- 2} ^{1} f \left( x \right) dx - \int _{- \frac{1}{2}} ^{1} g \left( x \right) dx =21(x3+2x2+x+2)dx121(4x+2)dx\displaystyle = \int _{- 2} ^{1} \left( x ^{3} + 2 x ^{2} + x + 2 \right) dx - \int _{- \frac{1}{2}} ^{1} \left( 4 x + 2 \right) dx =[14x4+23x3+12x2+2x]21[2x2+2x]121\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \frac{1}{4} x ^{4} + \frac{2}{3} x ^{3} + \frac{1}{2} x ^{2} + 2 x \end{array} \right] _{- 2} ^{1} - \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} 2 x ^{2} + 2 x \end{array} \right] _{- \frac{1}{2}} ^{1} =94\displaystyle = \frac{9}{4} 따라서 AB=94\displaystyle A - B = \frac{9}{4} [참고] 점 P{\mathrm{P}}에서 xx축에 내린 수선의 발을 H{\mathrm{H}}라 하면 121g(x)dx\displaystyle \int _{- \frac{1}{2}} ^{1} g \left( x \right) dx의 값은 삼각형 RHP{\mathrm{RHP}}의 넓이와 같다. 121g(x)dx=12×{1(12)}×6=92\displaystyle \int _{- \frac{1}{2}} ^{1} g \left( x \right) dx = \frac{1}{2} \times \left\{ 1 - \left( - \frac{1}{2} \right) \right\} \times 6 = \frac{9}{2}

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로