대수수학적 귀납법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

귀납적으로 정의된 함수 합

문제

자연수 전체의 집합에서 정의된 함수 f(k)f ( k )f(k)={k2(k4)f(f(k+3))(k<4)\displaystyle f ( k ) = \begin{cases} k - 2 & ( k \geq 4 ) \\ & \\ f ( f ( k + 3 ) ) & ( k < 4 ) \end{cases} 을 만족할 때, k=120f(k)\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{20} f ( k )의 값은? [4점] 168168172172176176180180184184

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해설

k=1k = 1일 때, f(1)=f(f(4))=f(2)=f(f(5))=f(3)=f(f(6))=f(4)=2f ( 1 ) = f ( f ( 4 ) ) = f ( 2 ) = f ( f ( 5 ) ) = f ( 3 ) = f ( f ( 6 ) ) = f ( 4 ) = 2 같은 방법으로 계산하면 f(2)=f(3)=2f ( 2 ) = f ( 3 ) = 2 따라서, 구하는 값은 k=120f(k)=3×2+k=420f(k)\displaystyle \sum\limits _{k=1} ^{20} f ( k ) = 3 \times 2 + \sum\limits _{k=4} ^{20} f ( k )=6+k=120(k2)k=120(k2)\displaystyle = 6 + \sum\limits _{k=1} ^{20} ( k - 2 ) - \sum\limits _{k=1} ^{20} ( k - 2 ) =6+(12×20×212×20)(12×3×42×3)\displaystyle = 6 + \left( \frac{1}{2} \times 20 \times 21 - 2 \times 20 \right) - \left( \frac{1}{2} \times 3 \times 4 - 2 \times 3 \right) =6+170= 6 + 170=176= 176

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