미적분Ⅱ여러 가지 적분법수능 기출킬러 문제 (22·30번 수준)

절댓값 정적분 함수

문제

함수 f(x)f ( x )f(x)=0xtsintdt0xtsintdt\displaystyle f ( x ) = \int _{0} ^{x} {} {\left| t \sin t \right|} dt - \left| \int _{0} ^{x} {} t \sin t dt \right| 라 할 때, <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? [4점]

<보 기>
ㄱ. f(2π)=2πf ( 2 \pi ) = 2 \pi ㄴ. π<α<2π\pi < \alpha < 2 \piα\alpha에 대하여 0αtsintdt=0\displaystyle \int _{0} ^{\alpha} {} {t \sin t} dt = 0이면 f(α)=πf ( \alpha ) = \pi이다. ㄷ. 2π<β<3π2 \pi < \beta < 3 \piβ\beta에 대하여 0βtsintdt=0\displaystyle \int _{0} ^{\beta} {} {t \sin t} dt = 0이면 β3πf(x)dx=6π(3πβ)\displaystyle \int _{\beta} ^{3 \pi} {} f ( x ) dx = 6 \pi ( 3 \pi - \beta )이다.

ㄱ, ㄴㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

수직선 운동에서 점 P의 속도를 v(t)=tsintv ( t ) = t \sin t로 보면 0xtsintdt\displaystyle \int _{0} ^{x} | t \sin t | dt, 0xtsintdt\displaystyle \int _{0} ^{x} t \sin t dt는 각각 움직인 거리와 위치의 변화량이다. 0πtsintdt\displaystyle \int _{0} ^{\pi} t \sin t dt=[tcost+2sint]0π= \left[ - t \cos t + 2 \sin t \right] _{0} ^{\pi}=π= \pi π2πtsintdt\displaystyle \int _{\pi} ^{2\pi} t \sin t dt=[tcost+2sint]π2π= \left[ - t \cos t + 2 \sin t \right] _{\pi} ^{2\pi}==3π- 3 \pi 2π3πtsintdt=\displaystyle \int _{2\pi} ^{3\pi} t \sin t dt =[tcost+2sint]2π3π\left[ - t \cos t + 2 \sin t \right] _{2\pi} ^{3\pi}==5π5 \pi ㄱ. f(2π)=f ( 2 \pi ) ==(π+3π)π3π=2π= ( \pi + 3 \pi ) - | \pi - 3 \pi | = 2 \pi ㄴ. π<α<2π\pi < \alpha < 2 \pi,0αtsintdt=0\displaystyle \int _{0} ^{\alpha} t \sin t dt = 0이면 f(α)=f ( \alpha ) =(π+π)ππ=2π( \pi + \pi ) - | \pi - \pi | = 2 \pi ㄷ. 2π<2 \pi <βx3π\beta \leq x \leq 3 \pi,0βtsintdt=0\displaystyle \int _{0} ^{\beta} t \sin t dt = 0이면 f(x)f ( x )=0xtsintdt0xtsintdt\displaystyle = \int _{0} ^{x} | t \sin t | dt - \left| \int _{0} ^{x} t \sin t dt \right| =6π+βxtsintdtβxtsintdt\displaystyle = 6 \pi + \int _{\beta} ^{x} t \sin t dt - \int _{\beta} ^{x} t \sin t dt=6π= 6 \pi β3πf(x)dx=\displaystyle \int _{\beta} ^{3\pi} f ( x ) dx =6π(3πβ)6 \pi ( 3 \pi - \beta )

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