미적분Ⅱ급수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

포물선 조각 넓이 급수

문제

함수 f(x)f ( x )f(x)={x(x1)(0x<1)14n(xn)(xn1)(nx<n+1)\displaystyle f ( x ) = {\begin{cases} - x ( x - 1 ) & ( 0 \leq x < 1 ) \\ & \\ - \frac{1}{4 ^{n}} ( x - n ) ( x - n - 1 ) & ( n \leq x < n + 1 ) \end{cases}} (n=1,2,3,)( n = 1 , 2 , 3 , \cdots ) 이라 정의하자. Sn=0n+1f(x)dx\displaystyle S _{n} = \int _{0} ^{n+1} f ( x ) dx라 할 때, limnSn\displaystyle \lim\limits _{n\rightarrow \infty} S _{n}의 값은? [3점] 19\displaystyle \frac{1}{9}29\displaystyle \frac{2}{9}13\displaystyle \frac{1}{3}23\displaystyle \frac{2}{3}59\displaystyle \frac{5}{9}

정답 보기

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

14n(xn)(xn1)\displaystyle - \frac{1}{4 ^{n}} ( x - n ) ( x - n - 1 )n=0n = 0을 대입하면 x(x1)- x ( x - 1 )이므로 음이 아닌 정수 nn에 대하여 f(x)f ( x )=14n(xn)(xn1)\displaystyle = - \frac{1}{4 ^{n}} ( x - n ) ( x - n - 1 ) (nx<n+1n \leq x < n + 1) 이다. 이때, an=nn+1f(x)dx\displaystyle a _{n} = \int _{n} ^{n+1} f ( x ) dx 이라 하면 SnS _{n}=0n+1f(x)dx\displaystyle = \int _{0} ^{n+1} f ( x ) dx =01f(x)dx+12f(x)dx++nn+1f(x)dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} f ( x ) dx + \int _{1} ^{2} f ( x ) dx + \cdots + \int _{n} ^{n+1} f ( x ) dx =a0+a1++an= a _{0} + a _{1} + \cdots + a _{n} =i=0nai\displaystyle = \sum\limits _{i=0} ^{n} a _{i} 그런데 ana _{n}=nn+1{14n(xn)(xn1)}dx\displaystyle = \int _{n} ^{n+1} \left\{ - \frac{1}{4 ^{n}} ( x - n ) ( x - n - 1 ) \right\} dx =1614n\displaystyle = \frac{1}{6} \cdot \frac{1}{4 ^{n}}(αβa(xα)(xβ)dx=a6(βα)3)\displaystyle \left( \int _{\alpha} ^{\beta} a ( x - \alpha ) ( x - \beta ) dx = - \frac{a}{6} ( \beta - \alpha ) ^{3} \right) 이므로 limnSn\displaystyle \lim\limits _{n\rightarrow \infty} S _{n}=n=0an\displaystyle = \sum\limits _{n=0} ^{\infty} a _{n}=n=01614n\displaystyle = \sum\limits _{n=0} ^{\infty} \frac{1}{6} \cdot \frac{1}{4 ^{n}}=16114\displaystyle = \frac{\frac{1}{6}}{1 - \frac{1}{4}}=29\displaystyle = \frac{2}{9}

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로