미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

사차함수와 접선 넓이

문제

최고차항의 계수가 1\mathrm{1}인 사차함수 f(x)f ( x )에 대하여 곡선 y=f(x)y = f ( x )와 직선 y=12x\displaystyle y = \frac{1}{2} x가 원점 O{\mathrm{O}}에서 접하고 xx좌표가 양수인 두 점 A{\mathrm{A}}, B(OA<OB)\displaystyle \mathrm{B} \mathit{\left( {\overline{\mathrm{OA}}} < {\overline{\mathrm{OB}}} \right)}에서 만난다. 곡선 y=f(x)y = f ( x )와 선분 OA{\mathrm{OA}}로 둘러싸인 영역의 넓이를 S1S _{1}, 곡선 y=f(x)y = f ( x )와 선분 AB{\mathrm{AB}}로 둘러싸인 영역의 넓이를 S2S _{2}라 하자. AB=5\displaystyle \overline{{\mathrm{AB}}} = \sqrt{5}이고 S1=S2S _{1} = S _{2}일 때, f(1)f ( 1 )의 값은? [4점] 92\displaystyle \frac{9}{2}112\displaystyle \frac{11}{2}132\displaystyle \frac{13}{2}152\displaystyle \frac{15}{2}172\displaystyle \frac{17}{2}

정답 보기

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

[출제의도] 정적분을 활용하여 문제 해결하기 두 점 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}의 좌표를 각각 (a,a2)\displaystyle \left( a , \frac{a}{2} \right), (b,b2)(0<a<b)\displaystyle \left( b , \frac{b}{2} \right) \left( 0 < a < b \right)라 하자. 곡선 y=f(x)y = f ( x )와 직선 y=12x\displaystyle y = \frac{1}{2} x가 원점 O{\mathrm{O}}에서 접하고 두 점 A{\mathrm{A}}, B{\mathrm{B}}에서 만나므로 f(x)f ( x ) -12x\displaystyle \frac{1}{2} x=x2(xa)(xb)= x ^{2} \left( x - a \right) \left( x - b \right) =x4(a+b)x3+abx2= x ^{4} - ( a + b ) x ^{3} + a b x ^{2} S1S2S _{1} - S _{2}=0af(x)12xdxabf(x)12xdx\displaystyle = \int _{0} ^{a} \left| f ( x ) - \frac{1}{2} x \right| d x - \int _{a} ^{b} \left| f ( x ) - \frac{1}{2} x \right| d x =0a{f(x)12x}dx+ab{f(x)12x}dx\displaystyle = \int _{0} ^{a} \left\{ f ( x ) - \frac{1}{2} x \right\} d x + \int _{a} ^{b} \left\{ f ( x ) - \frac{1}{2} x \right\} d x =0b{f(x)12x}dx\displaystyle = \int _{0} ^{b} \left\{ f ( x ) - \frac{1}{2} x \right\} d x =0b{x4(a+b)x3+abx2}dx\displaystyle = \int _{0} ^{b} \left\{ x ^{4} - ( a + b ) x ^{3} + a b x ^{2} \right\} d x =[15x5a+b4x4+ab3x3]0b\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \frac{1}{5} x ^{5} - \frac{a + b}{4} x ^{4} + \frac{a b}{3} x ^{3} \end{array} \right] _{0} ^{b} =b520+ab412=0\displaystyle = - \frac{b ^{5}}{20} + \frac{ab ^{4}}{12} = 0 에서 5a3b=05 a - 3 b = 0이고, AB=(ba)2+(b2a2)2=52(ba)=5\displaystyle \overline{{\mathrm{AB}}} = \sqrt{( b - a ) ^{2} + \left( \frac{b}{2} - \frac{a}{2} \right) ^{2}} = \frac{\sqrt{5}}{2} ( b - a ) = \sqrt{5} 에서 ba=2b - a = 2이므로 두 식을 연립하여 계산하면 a=3a = 3, b=5b = 5 그러므로 f(x)=x48x3+15x2+12x\displaystyle f ( x ) = x ^{4} - 8 x ^{3} + 15 x ^{2} + \frac{1}{2} x 따라서 f(1)=172\displaystyle f ( 1 ) = \frac{17}{2}

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로