미적분Ⅰ함수의 극한수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

삼각형 넓이 극한

문제

[13 ~ 14] 11보다 큰 실수 tt에 대하여 그림과 같이 점 P(t+1t,0)\displaystyle \mathrm{P} \left( \mathit{t} + \frac{1}{t} , 0 \right)에서 원 x2+y2=12t2\displaystyle x ^{2} + y ^{2} = \frac{1}{2 t ^{2}}에 접선을 그었을 때, 원과 접선이 제11사분면에서 만나는 점을 Q\mathrm{Q}, 원 위의 점 (0,12t)\displaystyle {} _{} \left( 0 , - \frac{1}{\sqrt{2} \mathit{t}} \right)R\mathrm{R}라 하자. 13번과 14번의 두 물음에 답하시오.

삼각형 ORQ\mathrm{ORQ}의 넓이를 S(t)S \left( t \right)라 할 때, limt{t4×S(t)}\displaystyle \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {\left\{ t ^{4} \times S \left( t \right) \right\}}의 값은? [4점] 28\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{8}24\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{4}12\displaystyle \frac{1}{2}22\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{2}11

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해설

[출제의도] 함수의 극한을 활용하여 문제해결하기 점QQ에서 xx축에 내린 수선의 발을 HH라고 하면 직각삼각형의 닮음에서 OQ2=OH×OP\displaystyle {\overline{OQ}} ^{2} = {\overline{OH}} \times {\overline{OP}} 이므로 (12t)2=OH×(t+1t)\displaystyle \left( \frac{1}{\sqrt{2} t} \right) ^{2} = {\overline{OH}} \times \left( t + \frac{1}{t} \right) OH=12t(t2+1)\displaystyle \therefore {\overline{OH}} = \frac{1}{2 t ( t ^{2} + 1 )} OR=12t\displaystyle {\overline{OR}} = \frac{1}{\sqrt{2} t} S(t)=12×12t×12t(t2+1)=28(t4+t2)\displaystyle S \left( t \right) = \frac{1}{2} \times \frac{1}{\sqrt{2} t} \times \frac{1}{2 t ( t ^{2} + 1 )} = \frac{\sqrt{2}}{8 \left( t ^{4} + t ^{2} \right)} limt{t4×S(t)}=limt2t48(t4+t2)\displaystyle \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {\left\{ t ^{4} \times S \left( t \right) \right\} = \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {\frac{\sqrt{2} t ^{4}}{8 \left( t ^{4} + t ^{2} \right)}}} =limt28(1+1t2)\displaystyle = \lim\limits _{t \rightarrow \infty} {\frac{\sqrt{2}}{8 \left( 1 + \frac{1}{t ^{2}} \right)}} =28\displaystyle = \frac{\sqrt{2}}{8}

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