미적분Ⅱ여러 가지 적분법수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

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문제

그림은 함수 f(x)={1(x0)x+1(x>0)\displaystyle f \left( x \right) = {\begin{cases} 1 _{} & \left( x \leq 0 \right) _{} \\ - x + 1 ^{} & \left( x > 0 \right) ^{} \end{cases}}의 그래프이다.

실수 전체의 집합에서 미분가능한 함수 g(x)g \left( x \right)g(x)=1xetf(t)dt\displaystyle g \left( x \right) = \int _{- 1} ^{x} {e ^{t} f \left( t \right) dt} 라 할 때, 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [4점]

보 기
ㄱ. g(0)=11e\displaystyle g \left( 0 \right) = 1 - \frac{1}{e} ㄴ. 함수 g(x)g \left( x \right)는 극댓값 e1e\displaystyle e - \frac{1}{e}을 갖는다. ㄷ. 방정식 g(x)=0g \left( x \right) = 0의 실근의 개수는 22이다.

ㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

[출제의도] 정적분의 성질을 활용하여 추론하기 ㄱ. x0x \leq 0일 때, f(x)=1f \left( x \right) = 1이므로 g(0)=10etf(t)dt=10etdt\displaystyle g \left( 0 \right) = \int _{- 1} ^{0} {e ^{t} f \left( t \right) dt} = \int _{- 1} ^{0} {e ^{t} dt} =[et]10=11e\displaystyle = \left[ e ^{t} \right] _{- 1} ^{0} = 1 - \frac{1}{e} (참) ㄴ. g(x)=exf(x)=0g' \left( x \right) = e ^{x} f \left( x \right) = 0이면 f(x)=0f \left( x \right) = 0이므로 x=1x = 1 함수 g(x)g \left( x \right)의 증감표는 다음과 같다.

xx\cdots11\cdots
g(x)g' ( x )++00-
g(x)g ( x )e11e\displaystyle e - 1 - \frac{1}{e}

\therefore g(x)g \left( x \right)는 극댓값 e11e\displaystyle e - 1 - \frac{1}{e}을 갖는다. (거짓) ㄷ. ㄴ의 증감표에 의하여 g(x)=0g \left( x \right) = 0은 많아야 22개의 실근을 갖는다. ⅰ) g(1)=0g \left( - 1 \right) = 0이므로 한 실근을 갖는다. ⅱ) g(1)=e11e>0\displaystyle g \left( 1 \right) = e - 1 - \frac{1}{e} > 0, g(2)=11e<0\displaystyle g \left( 2 \right) = - 1 - \frac{1}{e} < 0 이므로 중간값의 정리에 의하여 열린 구간 (1,2)\left( 1 , 2 \right)에서 적어도 한 실근을 갖는다. ⅰ), ⅱ)에 의하여 g(x)=0g \left( x \right) = 0의 실근의 개수는 22 (참) 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ

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