미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

정적분을 포함한 함수 연립방정식

문제

f(x)=x33x2+02g(t)dt,\displaystyle f ( x ) = x ^{3} - 3 x ^{2} + \int _{0} ^{2} g ( t ) dt , g(x)=3x2+2+11f(t)dt\displaystyle g ( x ) = 3 x ^{2} + 2 + \int _{- 1} ^{1} f ( t ) dt 일 때, f(x)+g(x)f ( x ) + g ( x )는? x38x ^{3} - 8x312x ^{3} - 12x383\displaystyle x ^{3} - \frac{8}{3}x3163\displaystyle x ^{3} - \frac{16}{3}x316x ^{3} - 16

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해설

f(x)=x33x2+af ( x ) = x ^{3} - 3 x ^{2} + a, g(x)=3x2+2+bg ( x ) = 3 x ^{2} + 2 + b 라 하면 a=02(3t2+2+b)dx=[t3+(2+b)t]02\displaystyle a = \int _{0} ^{2} {( 3 t ^{2} + 2 + b ) dx} = \left[ t ^{3} + ( 2 + b ) t \right] _{0} ^{2} =(80)+(4+2b)= ( 8 - 0 ) + ( 4 + 2 b )=2b+12= 2 b + 12 \cdots(1) b=11(x33x2+a)dx\displaystyle b = \int _{- 1} ^{1} {( x ^{3} - 3 x ^{2} + a ) dx}=201(3x2+a)dx\displaystyle = 2 \int _{0} ^{1} {( - 3 x ^{2} + a ) dx} =2[t3+at]01= 2 \left[ - t ^{3} + at \right] _{0} ^{1} =2a2= 2 a - 2 \cdots(2) 식 (1)과 (2)로부터 a=83,b=223\displaystyle a = - \frac{8}{3} , b = - \frac{22}{3} f(x)+g(x)=(x33x283)+(3x2163)=x38\displaystyle \therefore f ( x ) + g ( x ) = \left( x ^{3} - 3 x ^{2} - \frac{8}{3} \right) + \left( 3 x ^{2} - \frac{16}{3} \right) = x ^{3} - 8

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