미적분Ⅰ도함수의 활용수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

할선과 일대일대응

문제

함수 f(x)f \left( x \right)=x3x= x ^{3} - x와 상수 aa(a>1a > - 1)에 대하여 곡선 yy=f(x)= f \left( x \right) 위의 두 점 (1,f(1))\left( - 1 , f \left( - 1 \right) \right), (a,f(a))\left( a , f \left( a \right) \right)를 지나는 직선을 yy=g(x)= g \left( x \right)라 하자. h(x)={f(x)(x<1)g(x)f(xm)+n(1xa)(x>a)\displaystyle h \left( x \right) = {\begin{cases} f \left( x \right) & \left( x < \mathit{-} 1 \right) \\ \begin{aligned} \\ g \left( x \right) \\ \\ f \left( x - m \right) + n \end{aligned} & \begin{aligned} \\ \left( - 1 \leq x \leq a \right) \\ \\ \left( x > a \right) \end{aligned} \end{cases}} 가 다음 조건을 만족시킨다.

(가) 함수 h(x)h \left( x \right)는 실수 전체의 집합에서 미분가능하다. (나) 함수 h(x)h \left( x \right)는 일대일대응이다.

m+nm + n의 값은? (단, m,nm , n은 상수이다.) [4점] 1133557799

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해설

(가)에 의하여 (a,f(a))\left( a , f \left( a \right) \right)(1,f(1))\left( - 1 , f \left( - 1 \right) \right)에서의 접선과 y=f(x)y = f \left( x \right)의 교점이다. x=0x = 0에서 변곡점이므로 1:21 : 2 비율관계에 의해 a=2a = 2가 성립한다. 계속 증가해야 하므로 (1,0)\left( - 1 , 0 \right)을 변곡점에 대해 대칭시키면 (1,0)\left( 1 , 0 \right)이므로 (나)를 만족한다. 따라서 (1,0)\left( 1 , 0 \right)에서 (2,6)\left( 2 , 6 \right)으로 이동하므로 m=1,n=6m = 1 , n = 6이다.

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