미적분Ⅰ함수의 극한수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

주기함수 보기

문제

모든 실수 xx에 대하여 함수 f(x)f ( x )f(x+1)=f(x)f ( x + 1 ) = f ( x ) 를 만족시키고, 0011 사이에서 다음과 같이 정의된다. f(x)={x(0x12)1x(12<x1)\displaystyle f ( x ) = {\begin{cases} x & \left( 0 \leq x \leq \frac{1}{2} \right) \\ 1 - x & \left( \frac{1}{2} < x \leq 1 \right) \end{cases}} <보기>에서 옳은 것을 모두 고른 것은? [4점]

<보 기>
ㄱ. f(f(23))=f(23)\displaystyle f \left( f \left( \frac{2}{3} \right) \right) = f \left( \frac{2}{3} \right) ㄴ. limnf(12+12n)=12\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} f \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2 n} \right) = \frac{1}{2} ㄷ. 수열 {f(14+n2)}\displaystyle \left\{ f \left( \frac{1}{4} + \frac{n}{2} \right) \right\}은 수렴한다.

ㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. f(f(23))=f(123)\displaystyle f \left( f \left( \frac{2}{3} \right) \right) = f \left( 1 - \frac{2}{3} \right)=f(13)\displaystyle = f \left( \frac{1}{3} \right)=13\displaystyle = \frac{1}{3} f(23)=123=13\displaystyle f \left( \frac{2}{3} \right) = 1 - \frac{2}{3} = \frac{1}{3} f(f(23))=f(23)\displaystyle \therefore f \left( f \left( \frac{2}{3} \right) \right) = f \left( \frac{2}{3} \right) (참) ㄴ. nn \rightarrow \infty일 때, 12+12n12\displaystyle \frac{1}{2} + \frac{1}{2 n} \rightarrow \frac{1}{2}이고, f(x)f ( x )는 연속함수이므로 limnf(12+12n)=limnf(12)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} f \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{2 n} \right) = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} f \left( \frac{1}{2} \right)=f(12)=12\displaystyle = f \left( \frac{1}{2} \right) = \frac{1}{2} (참) ㄷ. 모든 실수 xx에 대하여 함수 f(x)f ( x )f(x+1)=f(x)f ( x + 1 ) = f ( x )를 만족시키므로 f(x)f ( x )는 주기가 11인 주기함수이다. (i)n=2k1n = 2 k - 1 (k=1,2,3,k = 1 , 2 , 3 , \cdots)일 때, f(14+2k12)=f(14+12+k1)\displaystyle f \left( \frac{1}{4} + \frac{2 k - 1}{2} \right) = f \left( \frac{1}{4} + \frac{1}{2} + k - 1 \right) =f(34+k1)\displaystyle = f \left( \frac{3}{4} + k - 1 \right)=f(34)\displaystyle = f \left( \frac{3}{4} \right) =134=14\displaystyle = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4} (ii)n=2kn = 2 k (k=1,2,3,k = 1 , 2 , 3 , \cdots)일 때, f(14+2k2)=f(14+k)\displaystyle f \left( \frac{1}{4} + \frac{2 k}{2} \right) = f \left( \frac{1}{4} + k \right)=f(14)=14\displaystyle = f \left( \frac{1}{4} \right) = \frac{1}{4} 따라서 수열 {f(14+n2)}\displaystyle \left\{ f \left( \frac{1}{4} + \frac{n}{2} \right) \right\}14\displaystyle \frac{1}{4}로 수렴한다. (참) 따라서 보기에서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ 이다.

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