미적분Ⅱ수열의 극한수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

점의 이동과 극한

문제

자연수 nn에 대하여 점 PnP _{n}xx축 위의 점일 때, 점 Pn+1P _{n + 1}을 다음 규칙에 따라 정한다.

㈎ 점 P1P _{1}의 좌표는 (a1,0)\left( a _{1} , 0 \right) (0<a1<20 < a _{1} < 2)이다. ㈏ ⑴ 점 PnP _{n}을 지나고 yy축에 평행한 직선이 직선 y=x+2y = - x + 2와 만나는 점을 AnA _{n}이라 한다. ⑵ 점 AnA _{n}을 지나고 xx축에 평행한 직선이 직선 y=4x+4y = 4 x + 4와 만나는 점을 BnB _{n}이라 한다. ⑶ 점 BnB _{n}을 지나고 yy축에 평행한 직선이 xx축과 만나는 점을 CnC _{n}이라 한다. ⑷ 점 CnC _{n}yy축에 대하여 대칭이동한 점을 Pn+1P _{n + 1}이라 한다.

PnP _{n}xx좌표를 ana _{n}이라 할 때, limnan\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {a _{n}}의 값은? [4점] 29\displaystyle \frac{2}{9}13\displaystyle \frac{1}{3}49\displaystyle \frac{4}{9}59\displaystyle \frac{5}{9}23\displaystyle \frac{2}{3}

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해설

PnP _{n}의 좌표를 Pn(an,0)P _{n} ( a _{n} , 0 )이라 하면, An(an,2an)A _{n} ( a _{n} , 2 - a _{n} ), Bn(an+24,2an)\displaystyle B _{n} \left( - \frac{a _{n} + 2}{4} , 2 - a _{n} \right)이므로 Pn+1(an+24,0)\displaystyle P _{n+1} \left( \frac{a _{n} + 2}{4} , 0 \right) an+1=an+24\displaystyle a _{n+1} = \frac{a _{n} + 2}{4}이므로 limnan\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {a _{n}}은 수렴한다. limnan=k\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {a _{n}} = k라 하면 k=k+24\displaystyle k = \frac{k + 2}{4} k=23\displaystyle \therefore k = \frac{2}{3}

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