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

이차함수와 x축 사이 넓이

문제

최고차항의 계수가 11인 이차함수 f(x)f ( x )f(3)=0f ( 3 ) = 0이고, 02013f(x)dx=32013f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{2013} {f ( x )} dx = \int _{3} ^{2013} {f ( x )} dx를 만족시킨다. 곡선 y=f(x)y = f ( x )xx축으로 둘러싸인 부분의 넓이가 SS일 때, 30S30 S의 값을 구하시오. [4점]

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4040

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해설

f(x)f ( x )가 최고차항의 계수가 11이고 f(3)=0f ( 3 ) = 0인 이차함수이므로 f(x)=(x3)(xa)f ( x ) = ( x - 3 ) ( x - a )=x2(a+3)x+3a(a= x ^{2} - ( a + 3 ) x + 3 a ( a는 상수) 로 놓을 수 있다. 02013f(x)dx=32013f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{2013} f ( x ) dx = \int _{3} ^{2013} f ( x ) dx에서 03f(x)dx=0\displaystyle \int _{0} ^{3} {f ( x )} dx = 0 \cdots \cdots \text{㉠}이므로 03{x2(a+3)x+3a}dx\displaystyle \int _{0} ^{3} \left\{ x ^{2} - ( a + 3 ) x + 3 a \right\} dx=[13x3a+32x2+3ax]03\displaystyle = \left[ \frac{1}{3} x ^{3} - \frac{a + 3}{2} x ^{2} + 3 ax \right] _{0} ^{3} =992a272+9a\displaystyle = 9 - \frac{9}{2} a - \frac{27}{2} + 9 a=92a92=0\displaystyle = \frac{9}{2} a - \frac{9}{2} = 0 a=1\therefore a = 1 즉, f(x)=x24x+3f ( x ) = x ^{2} - 4 x + 3이므로 S=13(x24x+3)dx\displaystyle S = \left| \int _{1} ^{3} ( x ^{2} - 4 x + 3 ) dx \right|=[13x32x2+3x]13\displaystyle = \left| \left[ \frac{1}{3} x ^{3} - 2 x ^{2} + 3 x \right] _{1} ^{3} \right| =(918+9)(132+3)\displaystyle = \left| ( 9 - 18 + 9 ) - \left( \frac{1}{3} - 2 + 3 \right) \right|=43=43\displaystyle = \left| - \frac{4}{3} \right| = \frac{4}{3} 30S=30×43=40\displaystyle \therefore 30 S = 30 \times \frac{4}{3} = 40

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