미적분Ⅰ함수의 극한수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

넓이의 극한

문제

그림과 같이 곡선 y=4x\displaystyle y = \frac{4}{x} 위의 두 점 A(1,4)\mathrm{A} \left( 1 , 4 \right), B(t,4t)\displaystyle \mathrm{B} \mathit{\left( t , \frac{4}{t} \right)} (t>1)\left( t > 1 \right)를 지나는 직선이 xx축과 만나는 점을 P\mathrm{P}라 하자. 삼각형 OPB\mathrm{OPB}의 넓이를 S(t)S \left( t \right)라 할 때, limtS(t)\displaystyle \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {S \left( t \right)}의 값은? (단, O\mathrm{O}는 원점이다.) [4점]

y=4x\displaystyle y = \frac{4}{x}

2252\displaystyle \frac{5}{2}3372\displaystyle \frac{7}{2}44

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해설

[출제의도] 함수의 극한 문제 해결하기 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}를 지나는 직선의 방정식은 y4=4t4t1(x1)\displaystyle y - 4 = \frac{\frac{4}{t} - 4}{t - 1} \left( x - 1 \right)에서 y=4t(x1)+4\displaystyle y = - \frac{4}{t} \left( x - 1 \right) + 4이다. 0=4t(x1)+4\displaystyle 0 = - \frac{4}{t} \left( x - 1 \right) + 4에서 x=t+1x = t + 1이므로 P(t+1,0)\mathrm{P} \mathit{\left( t + 1 , 0 \right)}이다. 그러므로 삼각형 OPB\mathrm{OPB}의 넓이는 S(t)=12×(t+1)×4t\displaystyle S \left( t \right) = \frac{1}{2} \times \left( t + 1 \right) \times \frac{4}{t}이고 limtS(t)=limt2(t+1)t=2\displaystyle \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {S \left( t \right)} = \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {\frac{2 \left( t + 1 \right)}{t}} = 2이다.

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