미적분Ⅱ여러 가지 미분법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

매개변수 곡선의 기울기

문제

매개변수 tt로 나타내어진 곡선 x=2et3etx = 2 e ^{t} - 3 e ^{- t}, y=2et+6ety = 2 e ^{t} + 6 e ^{- t}CC라 하자. 상수 kk에 대하여 tt에 대한 방정식 2et+6et=k2 e ^{t} + 6 e ^{- t} = k는 서로 다른 두 실근 t1t _{1}, t2t _{2}를 갖는다. 곡선 CC에서 t=t1t = t _{1}일 때 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}의 값은 15\displaystyle - \frac{1}{5}이고, t=t2t = t _{2}일 때 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}의 값은 mm이다. k+mk + m의 값은? [3점] 7511\displaystyle \frac{75}{11}7911\displaystyle \frac{79}{11}8311\displaystyle \frac{83}{11}8711\displaystyle \frac{87}{11}9111\displaystyle \frac{91}{11}

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해설

dxdt=2et+3et\displaystyle \frac{dx}{dt} = 2 e ^{t} + 3 e ^{- t}, dydt=2et6et\displaystyle \frac{dy}{dt} = 2 e ^{t} - 6 e ^{- t}이므로 dydx=dydtdxdt=2et6et2et+3et\displaystyle \frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}} = \frac{2 e ^{t} - 6 e ^{- t}}{2 e ^{t} + 3 e ^{- t}} t=t1t = t _{1}일 때, dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}의 값은 15\displaystyle - \frac{1}{5}이므로 2et16et12et1+3et1=15\displaystyle \frac{2 e ^{t _{1}} - 6 e ^{- t _{1}}}{2 e ^{t _{1}} + 3 e ^{- t _{1}}} = - \frac{1}{5}에서 12et1=27et112 e ^{t _{1}} = 27 e ^{- t _{1}}, (et1)2=94\displaystyle \left( e ^{t _{1}} \right) ^{2} = \frac{9}{4} et1>0e ^{t _{1}} > 0이므로 et1=32\displaystyle e ^{t _{1}} = \frac{3}{2} t1t _{1}은 방정식 2et+6et=k2 e ^{t} + 6 e ^{- t} = k의 한 근이므로 2et1+6et1=2×32+6×23=7\displaystyle 2 e ^{t _{1}} + 6 e ^{- t _{1}} = 2 \times \frac{3}{2} + 6 \times \frac{2}{3} = 7에서 k=7k = 7 방정식 2et+6et=72 e ^{t} + 6 e ^{- t} = 7에서 2(et)27et+6=(2et3)(et2)=02 \left( e ^{t} \right) ^{2} - 7 e ^{t} + 6 = \left( 2 e ^{t} - 3 \right) \left( e ^{t} - 2 \right) = 0이므로 et2=2e ^{t _{2}} = 2 t=t2t = t _{2}일 때, dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}의 값은 2et26et22et2+3et2=2×26×122×2+3×12=211\displaystyle \frac{2 e ^{t _{2}} - 6 e ^{- t _{2}}}{2 e ^{t _{2}} + 3 e ^{- t _{2}}} = \frac{2 \times 2 - 6 \times \frac{1}{2}}{2 \times 2 + 3 \times \frac{1}{2}} = \frac{2}{11}이므로 m=211\displaystyle m = \frac{2}{11} 따라서 k+m=7+211=7911\displaystyle k + m = 7 + \frac{2}{11} = \frac{79}{11}

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