미적분Ⅰ미분계수와 도함수수능 기출기본 문제 (3점 중반)

미분가능성과 상수

문제

함수 f(x)={xa(x2)x2+bx+a(x>2)\displaystyle f \left( x \right) = {\begin{cases} x - a & & \left( x \leq 2 \right) \\ x ^{2} + bx + a & & \left( x > 2 \right) \end{cases}}x=2x = 2에서 미분가능할 때, f(2)f \left( 2 \right)의 값은? (단, aabb는 상수이다.) [3점] 2\mathrm{-} 21\mathrm{-} 10\mathrm{0}1\mathrm{1}2\mathrm{2}

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해설

함수 f(x)f \left( x \right)x=2x = 2에서 미분가능하므로 함수 f(x)f \left( x \right)x=2x = 2에서 연속이다. limx2f(x)=limx2+f(x)=f(2)\displaystyle \lim\limits _{x \rightarrow 2 -} f \left( x \right) = \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} f \left( x \right) = f \left( 2 \right)에서 2a=4+2b+a2 - a = 4 + 2 b + a, b=a1b = - a - 1 limx2f(x)f(2)x2\displaystyle \lim\limits _{x \rightarrow 2 -} \frac{f \left( x \right) - f \left( 2 \right)}{x - 2}=limx2(xa)(2a)x2\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 -} \frac{\left( x - a \right) - \left( 2 - a \right)}{x - 2}=limx2x2x2=1\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 -} \frac{x - 2}{x - 2} = 1 limx2+f(x)f(2)x2\displaystyle \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} \frac{f \left( x \right) - f \left( 2 \right)}{x - 2}=limx2+(x2+bx+a)(2a)x2\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} \frac{\left( x ^{2} + b x + a \right) - \left( 2 - a \right)}{x - 2} =limx2+x2(a+1)x+2(a1)x2\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} \frac{x ^{2} - \left( a + 1 \right) x + 2 \left( a - 1 \right)}{x - 2} =limx2+(x2)(xa+1)x2\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} \frac{\left( x - 2 \right) \left( x - a + 1 \right)}{x - 2} =limx2+(xa+1)=3a\displaystyle = \lim\limits _{x \rightarrow 2 +} {} \left( x - a + 1 \right) = 3 - a 함수 f(x)f \left( x \right)x=2x = 2에서 미분가능하므로 1=3a1 = 3 - a에서 a=2a = 2, b=3b = - 3 따라서 f(2)=0f \left( 2 \right) = 0

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