미적분Ⅱ정적분의 활용수능 기출기본 문제 (3점 중반)

구분구적법 극한

문제

함수 f(x)=x3+xf ( x ) = x ^{3} + x일 때, limn1nk=1nf(1+2kn)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {} \frac{1}{n} \sum\limits _{k = 1} ^{n} f \left( 1 + \frac{2 k}{n} \right)의 값을 구하시오. [3점]

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해설

limn1nk=1nf(1+2kn)\displaystyle \lim\limits _{n\rightarrow \infty} \frac{1}{n} \sum\limits _{k=1} ^{n} f \left( 1 + \frac{2 k}{n} \right)=limnk=1nf(1+2kn)2n12\displaystyle = \lim\limits _{n\rightarrow \infty} \sum\limits _{k=1} ^{n} f \left( 1 + \frac{2 k}{n} \right) \cdot \frac{2}{n} \cdot \frac{1}{2} =1213f(x)dx\displaystyle = \frac{1}{2} \int _{1} ^{3} f ( x ) dx=1213(x3+x)dx\displaystyle = \frac{1}{2} \int _{1} ^{3} ( x ^{3} + x ) dx =12[14x4+12x2]13\displaystyle = \frac{1}{2} \left[ \frac{1}{4} x ^{4} + \frac{1}{2} x ^{2} \right] _{1} ^{3}=12(814+921412)\displaystyle = \frac{1}{2} \left( \frac{81}{4} + \frac{9}{2} - \frac{1}{4} - \frac{1}{2} \right) =12(20+4)\displaystyle = \frac{1}{2} ( 20 + 4 )=12= 12

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