미적분Ⅱ여러 가지 적분법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

적분 포함 극한과 코사인

문제

함수 f(x)=acos(πx2)f ( x ) = a \cos \left( \pi x ^{2} \right)에 대하여 limx0{x2+1x1x+1f(t)dt}=3\displaystyle \lim\limits _{x\rightarrow 0} \left\{ \frac{x ^{2} + 1}{x} \int _{1} ^{x+1} f ( t ) dt \right\} = 3 일 때, f(a)f ( a )의 값은? (단, aa는 상수이다.) [4점]

1132\displaystyle \frac{3}{2}2252\displaystyle \frac{5}{2}33

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해설

f(x)f ( x )의 부정적분을 F(x)F ( x )라 하면, 준식은 limx0{x2+1xF(x+1)F(1)}\displaystyle \lim\limits _{x \rightarrow 0} {\left\{ \frac{x ^{2} + 1}{x} {F ( x + 1 ) - F ( 1 )} \right\}} =limx0{(x2+1)F(x+1)F(1)x}\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 0} {\left\{ ( x ^{2} + 1 ) \frac{F ( x + 1 ) - F ( 1 )}{x} \right\}} =limx0{(x2+1)}×F(1)\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 0} {\left\{ ( x ^{2} + 1 ) \right\}} \times F' ( 1 )=f(1)= f ( 1 ) =acosπ= a \cos \pi acosπ=3a \cos \pi = 3, a=3\therefore a = - 3 f(x)=3cos(πx2)\therefore f ( x ) = - 3 \cos ( \pi x ^{2} ) f(3)=3cos9π=3f ( - 3 ) = - 3 \cos 9 \pi = 3

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