미적분Ⅰ부정적분과 정적분수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

주기함수의 정적분

문제

닫힌구간 [0,1]\left[ 0 , 1 \right]에서 연속인 함수 f(x)f \left( x \right)f(0)f \left( 0 \right)=0= 0, f(1)f \left( 1 \right)=1= 1, 01f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{1} {} f \left( x \right) dx=16\displaystyle = \frac{1}{6} 을 만족시킨다. 실수 전체의 집합에서 정의된 함수 g(x)g \left( x \right)가 다음 조건을 만족시킬 때, 32g(x)dx\displaystyle \int _{- 3} ^{2} {} g \left( x \right) dx의 값은? [4점]

(가) g(x)={f(x+1)+1(1<x<0)f(x)(0x1)\displaystyle g \left( x \right) = {\begin{cases} \begin{aligned} - f \left( x + 1 \right) + 1 \\ \end{aligned} & \begin{aligned} \left( - 1 < x < 0 \right) \\ \end{aligned} \\ f \left( x \right) & \left( 0 \leq x \leq 1 \right) \end{cases}} (나) 모든 실수 xx에 대하여 g(x+2)=g(x)g \left( x + 2 \right) = g \left( x \right)이다.

52\displaystyle \frac{5}{2}176\displaystyle \frac{17}{6}196\displaystyle \frac{19}{6}72\displaystyle \frac{7}{2}236\displaystyle \frac{23}{6}

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해설

[출제의도] 정적분의 성질을 이용하여 정적분의 값을 구할 수 있는가? 함수 y=f(x+1)+1y = - f ( x + 1 ) + 1의 그래프는 함수 y=f(x)y = f ( x )의 그래프를 xx축에 대하여 대칭이동시킨 후, xx축의 방향으로 1- 1만큼, yy축의 방향으로 11만큼 평행이동시킨 것이다. f(0)=0,f ( 0 ) = 0 , f(1)=1,f ( 1 ) = 1 , 01f(x)dx=16\displaystyle \int _{0} ^{1} {f ( x ) dx} = \frac{1}{6} 이므로 조건 (가)에서 10g(x)dx\displaystyle \int _{- 1} ^{0} {g ( x ) dx}=10{f(x+1)+1}dx\displaystyle = \int _{- 1} ^{0} {\left\{ - f ( x + 1 ) + 1 \right\} dx}=116\displaystyle = 1 - \frac{1}{6}=56\displaystyle = \frac{5}{6} 01g(x)dx=01f(x)dx=16\displaystyle \int _{0} ^{1} {g ( x ) dx} = \int _{0} ^{1} {f ( x ) dx} = \frac{1}{6} 11g(x)dx\displaystyle \int _{- 1} ^{1} {g ( x ) dx}=10g(x)dx+01g(x)dx\displaystyle = \int _{- 1} ^{0} {g ( x ) dx} + \int _{0} ^{1} {g ( x ) dx}=56+16\displaystyle = \frac{5}{6} + \frac{1}{6}=1= 1 조건 (나)에서 g(x+2)=g(x)g ( x + 2 ) = g ( x )이므로 32g(x)dx\displaystyle \int _{- 3} ^{2} {g ( x ) dx}=31g(x)dx+11g(x)dx+12g(x)dx\displaystyle = \int _{- 3} ^{- 1} {g ( x ) dx} + \int _{- 1} ^{1} {g ( x ) dx} + \int _{1} ^{2} {g ( x ) dx} =211g(x)dx+10g(x)dx\displaystyle = 2 \int _{- 1} ^{1} {g ( x ) dx} + \int _{- 1} ^{0} {g ( x ) dx}=2×1+56\displaystyle = 2 \times 1 + \frac{5}{6}=176\displaystyle = \frac{17}{6}

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