미적분Ⅰ도함수의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

속도와 가속도

문제

수직선 위를 움직이는 점 P{\mathrm{P}}의 시각 t(t0)t \left( t \geq 0 \right)에서의 위치 xxx=kt36t2+tx = kt ^{3} - 6 t ^{2} + t 이다. 양수 kk에 대하여 시각 t=kt = k에서 점 P{\mathrm{P}}의 속도가 11일 때, 시각 t=2kt = 2 k에서 점 P{\mathrm{P}}의 가속도는? [4점] 36364848606072728484

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해설

P{\mathrm{P}}의 시각 t(t0)t \left( t \geq 0 \right)에서의 속도를 vv라 하면 v=3kt212t+1v = 3 kt ^{2} - 12 t + 1 시각 t=kt = k에서 점 P{\mathrm{P}}의 속도가 11이므로 3k312k+1=13 k ^{3} - 12 k + 1 = 1에서 3k312k=03 k ^{3} - 12 k = 0, 3k(k+2)(k2)=03 k \left( k + 2 \right) \left( k - 2 \right) = 0 k>0k > 0이므로 k=2k = 2P{\mathrm{P}}의 시각 t(t0)t \left( t \geq 0 \right)에서의 가속도를 aa라 하면 a=6kt12a = 6 kt - 12 따라서 시각 t=2kt = 2 k에서 점 P{\mathrm{P}}의 가속도는 12k212=12×412=3612 k ^{2} - 12 = 12 \times 4 - 12 = 36

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