미적분Ⅰ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

움직인 거리

문제

수직선 위를 움직이는 점 P{\mathrm{P}}의 시각 t(t0)t \left( t \geq 0 \right)에서의 속도 v(t)v ( t )v(t)=t24t+3v \left( t \right) = t ^{2} - 4 t + 3 이다. 점 P{\mathrm{P}}가 시각 t=1t = 1, t=a(a>1)t = a \left( a > 1 \right)에서 운동 방향을 바꿀 때, 점 P{\mathrm{P}}가 시각 t=0t = 0에서 t=at = a까지 움직인 거리는? [3점] 73\displaystyle \frac{7}{3}83\displaystyle \frac{8}{3}3\mathrm{3}103\displaystyle \frac{10}{3}113\displaystyle \frac{11}{3}

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해설

P{\mathrm{P}}가 운동 방향을 바꿀 때 v(t)=0v ( t ) = 0 v(t)=t24t+3=(t1)(t3)=0v \left( t \right) = t ^{2} - 4 t + 3 = \left( t - 1 \right) \left( t - 3 \right) = 0P{\mathrm{P}}t=1t = 1, t=3t = 3에서 운동 방향을 바꾸므로 a=3a = 3P{\mathrm{P}}가 시각 t=0t = 0에서 t=3t = 3까지 움직인 거리는 03\displaystyle \int _{0} ^{3} |v(t)dtv \left( t \right) | dt =01v(t)dt+13{v(t)}dt\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} v \left( t \right) dt + \int _{1} ^{3} {} \left\{ - v \left( t \right) \right\} dt =01(t24t+3)dt+13(t2+4t3)dt\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} \left( t ^{2} - 4 t + 3 \right) dt + \int _{1} ^{3} {} \left( - t ^{2} + 4 t - 3 \right) dt =[13t32t2+3t]01+[13t3+2t23t]13\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \frac{1}{3} t ^{3} - 2 t ^{2} + 3 t \end{array} \right] _{0} ^{1} + \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} - \frac{1}{3} t ^{3} + 2 t ^{2} - 3 t \end{array} \right] _{1} ^{3} =43+43=83\displaystyle = \frac{4}{3} + \frac{4}{3} = \frac{8}{3}

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