미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

속도와 움직인 거리

문제

시각 t=0t = 0일 때 원점을 출발하여 수직선 위를 움직이는 점 P{\mathrm{P}}가 있다. 시각이 t(t0)t \left( t \geq 0 \right)일 때 점 P{\mathrm{P}}의 속도 v(t)v \left( t \right)v(t)=3t224t+36v \left( t \right) = 3 t ^{2} - 24 t + 36 이다. <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? [4점]

<보 기>
ㄱ. 시각 t=1t = 1일 때 점 P{\mathrm{P}}의 위치는 2525이다. ㄴ. 출발한 후 점 P{\mathrm{P}}의 운동 방향은 두 번 바뀐다. ㄷ. 시각 t=0t = 0에서 t=3t = 3까지 점 P{\mathrm{P}}가 움직인 거리는 3737이다.

ㄱ, ㄴㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

ㄱ. 시각 t=1t = 1일 때 점 P{\mathrm{P}}의 위치는 0+01v(t)dt\displaystyle 0 + \int _{0} ^{1} v \left( t \right) dt=01(3t224t+36)dt\displaystyle = \int _{0} ^{1} \left( 3 t ^{2} - 24 t + 36 \right) dt =[t312t2+36t]01=25\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} t ^{3} - 12 t ^{2} + 36 t \end{array} \right] _{0} ^{1} = 25 (참) ㄴ. v(t)=3(t28t+12)=3(t2)(t6)v \left( t \right) = 3 \left( t ^{2} - 8 t + 12 \right) = 3 \left( t - 2 \right) \left( t - 6 \right) 시각 t=2t = 2, t=6t = 6일 때 v(t)v \left( t \right)의 부호가 바뀌므로 출발한 후 점 P{\mathrm{P}}의 운동 방향은 두 번 바뀐다. (참) ㄷ. 시각 t=0t = 0에서 t=3t = 3까지 점 P{\mathrm{P}}가 움직인 거리는 03v(t)dt\displaystyle \int _{0} ^{3} \left| v \left( t \right) \right| dt =033t224t+36dt\displaystyle = \int _{0} ^{3} \left| 3 t ^{2} - 24 t + 36 \right| dt =02(3t224t+36)dt+23{(3t224t+36)}dt\displaystyle = \int _{0} ^{2} \left( 3 t ^{2} - 24 t + 36 \right) dt + \int _{2} ^{3} \left\{ - \left( 3 t ^{2} - 24 t + 36 \right) \right\} dt =[t312t2+36t]02+[t3+12t236t]23\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} t ^{3} - 12 t ^{2} + 36 t \end{array} \right] _{0} ^{2} + \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} - t ^{3} + 12 t ^{2} - 36 t \end{array} \right] _{2} ^{3} =(320)+{27(32)}=37= \left( 32 - 0 \right) + \left\{ - 27 - \left( - 32 \right) \right\} = 37 (참) 이상에서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ이다.

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