공통수학2유리함수와 무리함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

저항 회로 유리함수 치역

문제

그림과 같이 전기회로도에서 크기가 R1R _{1}(Ω), R2R _{2}(Ω)인 두 저항을 연결하였을 때, 총 저항의 크기 RR(Ω)은 직렬연결에서는 R=R1+R2R = R _{1} + R _{2}이 되고, 병렬연결에서는 1R=1R1+1R2\displaystyle \frac{1}{R} = \frac{1}{R _{1}} + \frac{1}{R _{2}}이 된다.

위의 사실을 이용하여 오른쪽 그림과 같은 전기회로도에서 구한 총 저항의 크기를 RR(Ω)이라 하자. 함수 R=f(x)R = f ( x )의 정의역이 {x5x13}\left\{ x | 5 \leq x \leq 13 \right\}일 때 이 함수의 치역은? (단, Ω은 저항의 단위이다.) [4점]

{R7R12}\left\{ R \left| 7 \leq R \leq 12 \right\} \right.{R152R293}\displaystyle \left\{ R \left| \frac{15}{2} \leq R \leq \frac{29}{3} \right\} \right.{R203R12}\displaystyle \left\{ R \left| \frac{20}{3} \leq R \leq 12 \right\} \right.{R223R10}\displaystyle \left\{ R \left| \frac{22}{3} \leq R \leq 10 \right\} \right.{R203R10}\displaystyle \left\{ R \left| \frac{20}{3} \leq R \leq 10 \right\} \right.

주관식 문항(25~30)

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해설

병렬회로에 걸리는 저항은 RR'라 두면 1R=110+1x3=x+710(x3)\displaystyle \frac{1}{R'} = \frac{1}{10} + \frac{1}{x - 3} = \frac{x + 7}{10 ( x - 3 )} R=10(x3)x+7\displaystyle R' = \frac{10 ( x - 3 )}{x + 7}이므로 R=f(x)=10(x3)x+7+5=100x+7+15(5x13)\displaystyle R = f ( x ) = \frac{10 ( x - 3 )}{x + 7} + 5 = \frac{- 100}{x + 7} + 15 ( 5 \leq x \leq 13 ) 그러므로 치역은 {R203R10}\displaystyle \left\{ R | \frac{20}{3} \leq R \leq 10 \right\}

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