미적분Ⅱ도함수의 활용수능 기출기본 문제 (3점 중반)

평면 운동 속력

문제

좌표평면 위를 움직이는 점P\mathrm{P}의 시각 tt에서의 x,yx , y좌표가 각각 x=tsin2t,y=1cos2tx = t - \sin 2 t , y = 1 - \cos 2 t일 때, 점P\mathrm{P}의 속력의 최댓값은? (단, t0t \geq 0) [3점] 3323\displaystyle 2 \sqrt{3}4432\displaystyle 3 \sqrt{2}25\displaystyle 2 \sqrt{5}

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해설

dxdt=12cos2t\displaystyle \frac{dx}{dt} = 1 - 2 \cos 2 t, dydt=2sin2t\displaystyle \frac{dy}{dt} = 2 \sin 2 t이므로 점 P\mathrm{P}의 시각 tt에서의 속력은 (dxdt)2+(dydt)2\displaystyle \sqrt{\left( \frac{dx}{dt} \right) ^{2} + \left( \frac{dy}{dt} \right) ^{2}}=(12cos2t)2+4sin22t\displaystyle = \sqrt{( 1 - 2 \cos 2 t ) ^{2} + 4 \sin ^{2} 2 t} =54cos2t\displaystyle = \sqrt{5 - 4 \cos 2 t}3\leq 3 (∵ 44cos2t4- 4 \leq 4 \cos 2 t \leq 4) 이므로 구하는 속력의 최댓값은 33이다.

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