미적분Ⅱ여러 가지 미분법수능 기출킬러 문제 (22·30번 수준)

사인곡선 접선 x절편

문제

0<t<10 < t < 1인 실수 tt에 대하여 직선 y=ty = t와 함수 f(x)=sinx(0<x<π2)\displaystyle f \left( x \right) = \sin x \left( 0 < x < \frac{\pi}{2} \right)의 그래프가 만나는 점을 P\mathrm{P}라 할 때, 곡선 y=f(x)y = f \left( x \right) 위의 점 P\mathrm{P}에서 그은 접선의 xx절편을 g(t)g \left( t \right)라 하자. g(223)\displaystyle g' \left( \frac{2 \sqrt{2}}{3} \right)의 값은? [4점] 28- 2824- 2420- 2016- 1612- 12

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해설

[출제의도] 미분법을 활용하여 문제해결하기 점 P\mathrm{P}P(α,t)\mathrm{P} \mathit{\left( \alpha , t \right)}라 하면 sinα=t\sin \alpha = t cosα=1sin2α=1t2\displaystyle \cos \alpha = \sqrt{1 - \sin ^{2} \alpha} = \sqrt{1 - t ^{2}}이다. 접선의 방정식은 yf(α)=f(α)(xα)y - f \left( \alpha \right) = f' \left( \alpha \right) \left( x - \alpha \right)이고 ysinα=cosα(xα)y - \sin \alpha = \cos \alpha \left( x - \alpha \right)에서 sinα=cosα(g(t)α)- \sin \alpha = \cos \alpha \left( g \left( t \right) - \alpha \right) g(t)=αtanαg \left( t \right) = \alpha - \tan \alpha이다. sinα=t\sin \alpha = t의 양변을 tt에 대하여 미분하면 cosαdαdt=1\displaystyle \cos \alpha \frac{d \alpha}{dt} = 1이므로 dαdt=1cosα\displaystyle \frac{d \alpha}{dt} = \frac{1}{\cos \alpha} g(t)g' \left( t \right)=dαdtsec2αdαdt\displaystyle = \frac{d \alpha}{dt} - \sec ^{2} \alpha \frac{d \alpha}{dt}=1cosα1cos3α\displaystyle = \frac{1}{\cos \alpha} - \frac{1}{\cos ^{3} \alpha}=cos2α1cos3α\displaystyle = \frac{\cos ^{2} \alpha - 1}{\cos ^{3} \alpha} =t2(1t2)32\displaystyle = \frac{- t ^{2}}{\left( 1 - t ^{2} \right) ^{\frac{3}{2}}} 따라서 g(223)=24\displaystyle g' \left( \frac{2 \sqrt{2}}{3} \right) = - 24

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