미적분Ⅱ급수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

이어 붙인 직육면체 극한점

문제

좌표공간에 두 점 A1(1,2,7)\mathrm{A} _{1} ( 1 , 2 , 7 ), C2(3,4,5)\mathrm{C} _{2} ( 3 , 4 , 5 )가 있다. 그림과 같이 각 면이 xyxy평면 또는 yzyz평면 또는 zxzx평면에 평행한 직육면체 A1B1B2A2D1C1C2D2\mathrm{A} _{1} B _{1} B _{2} A _{2} - D _{1} C _{1} C _{2} D _{2}를 만든다. 면 A2B2C2D2\mathrm{A} _{2} B _{2} C _{2} D _{2}를 공유하고 C2C3=12C1C2\displaystyle \mathrm{\overline{C _{2} C _{3}}} = \frac{1}{2} \overline{C _{1} C _{2}} 가 되도록 그림과 같이 직육면체 A2B2B3A3D2C2C3D3\mathrm{A} _{2} B _{2} B _{3} A _{3} - D _{2} C _{2} C _{3} D _{3}을 만든다. 면 A3B3C3D3\mathrm{A} _{3} B _{3} C _{3} D _{3}을 공유하고 C3C4=12C2C3\displaystyle \mathrm{\overline{C _{3} C _{4}}} = \frac{1}{2} \overline{C _{2} C _{3}} 이 되도록 그림과 같이 직육면체 A3B3B4A4D3C3C4D4\mathrm{A} _{3} B _{3} B _{4} A _{4} - D _{3} C _{3} C _{4} D _{4}를 만든다. 이와 같은 과정을 계속하여 직육면체 AnBnBn+1An+1DnCnCn+1Dn+1{\mathrm{A}} _{n} {\mathrm{B}} _{n} {\mathrm{B}} _{n + 1} {\mathrm{A}} _{n + 1} - {\mathrm{D}} _{n} {\mathrm{C}} _{n} {\mathrm{C}} _{n + 1} {\mathrm{D}} _{n + 1}을 만들 때, nn의 값이 한없이 커지면 점 Dn\mathrm{D} \mathit{\mathrm{_{n}}}은 점 (a,b,c)( a , b , c )에 한없이 가까워진다. abcabc의 값을 구하시오. [3점]

A1(1,2,7)\mathrm{A} _{1} ( 1 , 2 , 7 ) C2(3,4,5)\mathrm{C} _{2} ( 3 , 4 , 5 ) \cdots \cdots

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30

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해설

D1=(1\mathrm{D} _{1} = ( 1, 2, 5) D2=(1\mathrm{D} _{2} = ( 1, 4, 5) Dn=(1,4+1+12+122++12n,5)\displaystyle \mathrm{D} _{n} = \left( 1 , 4 + 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{2 ^{2}} + \cdots + \frac{1}{2 ^{n}} , 5 \right) limnDn=(1,5+12112,5)=(1,6,5)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} \mathrm{D} _{n} = \left( 1 , 5 + \frac{\frac{1}{2}}{1 - \frac{1}{2}} , 5 \right) = ( 1 , 6 , 5 )abc=30abc = 30

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