미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출기본 문제 (3점 중반)

정적분 포함 함수

문제

모든 실수 xx에 대하여 함수 f(x)f ( x )는 다음 조건을 만족시킨다. 12xf(t)dt=x3+x2+01xf(t)dt\displaystyle \int _{12} ^{x} {f ( t ) dt} = - x ^{3} + x ^{2} + \int _{0} ^{1} {x f ( t ) dt} 01f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{1} {f ( x ) dx}의 값을 구하시오. [3점]

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해설

[출제의도] 정적분의 성질을 이해하여 정적분의 값을 구한다. 정적분의 성질에 의해 xx=12= 12를 대입하면 1212f(t)dt\displaystyle \int _{12} ^{12} {f ( t ) dt}=0= 0이므로 123+122+0112f(t)dt\displaystyle - 12 ^{3} + 12 ^{2} + \int _{0} ^{1} {12 f ( t ) dt}=0= 0 따라서 01f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{1} {f ( x ) dx}=132= 132 [다른 풀이] 12xf(t)dt\displaystyle \int _{12} ^{x} {f ( t ) dt}=x3+x2+01xf(t)dt\displaystyle = - x ^{3} + x ^{2} + \int _{0} ^{1} {xf ( t ) dt} =x3+x2+x01f(t)dt\displaystyle = - x ^{3} + x ^{2} + x \int _{0} ^{1} {f ( t ) dt} 01f(t)dt=c\displaystyle \int _{0} ^{1} {f ( t ) dt} = c라 하고 위 등식의 양변을 xx에 관하여 미분하면 f(x)f ( x )=3x2+2x+c= - 3 x ^{2} + 2 x + c 12xf(t)dt\displaystyle \int _{12} ^{x} {f ( t ) dt}=x3+x2+01xf(t)dt\displaystyle = - x ^{3} + x ^{2} + \int _{0} ^{1} {xf ( t ) dt}에 대입하면 12x(3t2+2t+c)dt\displaystyle \int _{12} ^{x} \left( {- 3 t ^{2} + 2 t + c ) dt} \right.=[t3+t2+ct]12x= \left[ - t ^{3} + t ^{2} + c t \right] _{12} ^{x}=x3+x2+cx12(132+c)= - x ^{3} + x ^{2} + cx - 12 ( - 132 + c )=x3+x2+cx= - x ^{3} + x ^{2} + cx 즉, 132+c- 132 + c=0= 0 따라서 01f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{1} {f ( x ) dx}=132= 132

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