미적분Ⅱ급수수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

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문제

무한급수 n=1(x1)(log2x)n\displaystyle \sum\limits _{n = 1} ^{\infty} ( x - 1 ) ( \log _{2} x ) ^{n}이 수렴할 때, <보기>에서 옳은 것을 모두 고른 것은? [4점]

<보 기>
ㄱ. 수렴하기 위한 xx값의 범위는 12<x<2\displaystyle \frac{1}{2} < x < 2이다. ㄴ. 무한급수의 합이 11이 되도록 하는 xx의 값은 한 개 존재한다. ㄷ. 무한급수 n=1(log2x12)n\displaystyle \sum\limits _{n = 1} ^{\infty} \left( \frac{\log _{2} x - 1}{2} \right) ^{n}은 수렴한다.

ㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. 1<log2x<112<x<2\displaystyle - 1 < \log _{2} x < 1 \therefore \frac{1}{2} < x < 2 (참) ㄴ. (x1)log2x1log2x=1,xlog2x=1\displaystyle \frac{( x - 1 ) \log _{2} x}{1 - \log _{2} x} = 1 , x \log _{2} x = 1 log2x=1x\displaystyle \log _{2} x = \frac{1}{x}이고 y=log2xy=1x\displaystyle y = \log _{2} x \text{와} y = \frac{1}{x}의 그래프는 12<x<2\displaystyle \frac{1}{2} < x < 2인 범위 내에서 반드시 한 개의 교점이 생긴다. (참) ㄷ. 1<log2x<1,2<log2x1<0- 1 < \log _{2} x < 1 , - 2 < \log _{2} x - 1 < 0 1<log2x12<0\displaystyle - 1 < \frac{\log _{2} x - 1}{2} < 0 수렴\therefore \text{수렴} (참)

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