확률과 통계이항정리수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

이항계수 합과 탄젠트

문제

실수 xx에 대한 함수 f(x)f ( x )f(x)=6C0+6C1x2+6C2x4+6C3x6+6C4x8f ( x ) = _{6} C _{0} + _{6} C _{1} x ^{2} + _{6} C _{2} x ^{4} + _{6} C _{3} x ^{6} + _{6} C _{4} x ^{8} +6C5x10+6C6x12+ _{6} C _{5} x ^{10} + _{6} C _{6} x ^{12} 와 같이 정의될 때, f(tanθ)=212f ( \tan \theta ) = 2 ^{12}을 만족하는 θ\theta에 대하여 36θπ\displaystyle \frac{36 \theta}{\pi}의 값을 구하시오. (단, 0<θ<π2\displaystyle 0 < \theta < \frac{\pi}{2}) [4점]

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해설

f(x)=6C0+6C1x2+6C2x4+6C3x6+6C4x8f ( x ) = _{6} C _{0} + _{6} C _{1} x ^{2} + _{6} C _{2} x ^{4} + _{6} C _{3} x ^{6} + _{6} C _{4} x ^{8} +6C5x10+6C6x12+ _{6} C _{5} x ^{10} + _{6} C _{6} x ^{12} =k=066Ckx2k=(1+x2)6\displaystyle = \sum\limits _{{k} = 0} ^{6} {}_{6} \mathrm{C} _{k} x ^{2k} = ( 1 + x ^{2} ) ^{6} f(tanθ)=(1+tan2θ)6=212f ( \tan \theta ) = ( 1 + \tan ^{2} \theta ) ^{6} = 2 ^{12} 1+tan2θ=41 + \tan ^{2} \theta = 4 \leftrightarrow tan2θ=3\tan ^{2} \theta = 3 \leftrightarrow tanθ=3\displaystyle \tan \theta = \sqrt{3} ( 0<θ<π2\displaystyle \because 0 < \theta < \frac{\pi}{2}에서 tanθ>0\tan \theta > 0) \therefore θ=π3\displaystyle \theta = \frac{\pi}{3} 이므로 36θπ=12\displaystyle \frac{36 \theta}{\pi} = 12

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