미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출기본 문제 (3점 중반)

적분 조건 다항함수

문제

다항함수 f(x)f ( x )가 다음 조건을 만족시킨다. (가) 모든 실수 xx에 대하여 0xt2f(t)dt=32x4+kx3\displaystyle \int _{0} ^{x} t ^{2} f' ( t ) dt = \frac{3}{2} x ^{4} + kx ^{3}이다. (나) x=1x = 1에서 극솟값 77을 갖는다.

f(10)f ( 10 )의 값을 구하시오. (단, kk는 상수이다.) [3점]

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250250

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해설

조건 (가)에서 0xt2f(t)dt=32x4+kx3\displaystyle \int _{0} ^{x} t ^{2} f' ( t ) dt = \frac{3}{2} x ^{4} + kx ^{3}이 모든 실수 xx에 대하여 성립하므로 0xt2f(t)dt=32x4+kx3\displaystyle \int _{0} ^{x} t ^{2} f' ( t ) dt = \frac{3}{2} x ^{4} + kx ^{3}의 양변을 xx에 대하여 미분하면 x2f(x)=6x3+3kx2x ^{2} f' ( x ) = 6 x ^{3} + 3 k x ^{2} 위의 식은 모든 실수 xx에 대하여 성립해야하므로 f(x)=6x+3kf' ( x ) = 6 x + 3 k 조건 (나)에 의하여 함수 f(x)f ( x )x=1x = 1에서 극솟값을 갖고 함수 f(x)f ( x )가 다항함수이므로 f(1)f' ( 1 )=6+3k=0= 6 + 3 k = 0k=2k = - 2f(x)=6x6f' ( x ) = 6 x - 6f(x)f ( x )=(6x6)dx\displaystyle = \int ( 6 x - 6 ) dx=3x26x+C= 3 x ^{2} - 6 x + C 조건 (나)에서 f(1)=36+C=7f ( 1 ) = 3 - 6 + C = 7C=10C = 10f(x)f ( x )=3x26x+10= 3 x ^{2} - 6 x + 10f(10)f ( 10 )=3102610+10= 3 \cdot 10 ^{2} - 6 \cdot 10 + 10=250= 250

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