미적분Ⅱ수열의 극한수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

원 넓이 극한

문제

[11∼12] 좌표평면에서 곡선 y=x2y = x ^{2} 위의 점 Pn(n,n2){\mathrm{P}} _{n} ( n , n ^{2} )과 중심이 xx축 위에 있는 원 CnC _{n}은 다음 조건을 만족시킨다. (단, n=1,2,3,n = 1 , 2 , 3 , \cdots이다.)

㈎ 곡선 y=x2y = x ^{2}과 원 CnC _{n}은 점 Pn{\mathrm{P}} _{n}에서 만난다. ㈏ 곡선 y=x2y = x ^{2}과 원 CnC _{n}은 점 Pn{\mathrm{P}} _{n}에서 공통인 접선을 갖는다.

다음 두 물음에 답하여라.

CnC _{n}의 넓이를 S(n)S ( n )이라 할 때, limnS(n)n6\displaystyle \lim\limits _{n\rightarrow \infty} \frac{S ( n )}{n ^{6}}의 값은? [3점] π\pi2π2 \pi3π3 \pi4π4 \pi5π5 \pi

정답 보기

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

CnC _{n}의 중심을 Cn{\mathrm{C}} _{n}(an,0)( a _{n,} 0 )이라 하면 직선 PnCn{\mathrm{P}} _{n} {\mathrm{C}} _{n}은 점 Pn{\mathrm{P}} _{n}(n,n2)( n , n ^{2} )에서의 곡선 y=x2y = x ^{2}의 접선에 수직이다. 점 Pn{\mathrm{P}} _{n}에서의 곡선 y=x2y = x ^{2}의 접선의 기울기는 2n2 n이므로 2n×n20nan=1\displaystyle 2 n \times \frac{n ^{2} - 0}{n - a _{n}} = - 1an=2n3+na _{n} = 2 n ^{3} + n 따라서 원 CnC _{n}의 넓이 SnS _{n}SnS _{n}=π×PnCn2\displaystyle = \pi \times {\overline{{\mathrm{P}} _{n} {\mathrm{C}} _{n}}} ^{2} =π{(2n3)2+(n2)2}= \pi \left\{ ( - 2 n ^{3} ) ^{2} + ( n ^{2} ) ^{2} \right\} =π(4n6+n4)= \pi \left( 4 n ^{6} + n ^{4} \right)limnS(n)n6\displaystyle \lim\limits _{n\rightarrow \infty} \frac{S ( n )}{n ^{6}}=limnπ×(4+1n2)\displaystyle = \lim\limits _{n\rightarrow \infty} \pi \times \left( 4 + \frac{1}{n ^{2}} \right)=4π= 4 \pi

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로