미적분Ⅱ정적분의 활용수능 기출기본 문제 (3점 중반)

역함수 급수 정적분

문제

함수 f(x)=x39\displaystyle f ( x ) = \frac{x ^{3}}{9}의 역함수를 g(x)g ( x )라 할 때, limnk=1ng(3kn)1n\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\sum\limits _{k = 1} ^{n} g \left( \frac{3 k}{n} \right) \frac{1}{n}}의 값은? [3점] 94\displaystyle \frac{9}{4}154\displaystyle \frac{15}{4}214\displaystyle \frac{21}{4}274\displaystyle \frac{27}{4}334\displaystyle \frac{33}{4}

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해설

limnk=1ng(3kn)1n=1303g(x)dx\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\sum\limits _{k = 1} ^{n} g \left( \frac{3 k}{n} \right) \frac{1}{n}} = \frac{1}{3} \int _{0} ^{3} {g ( x ) dx} 한편, 03g(x)dx=903f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{3} {g ( x ) dx} = 9 - \int _{0} ^{3} {f ( x ) dx} (x39=x,x=3)\displaystyle \left( \because \frac{x ^{3}}{9} = x , x = 3 \right) 1303g(x)dx\displaystyle \frac{1}{3} \int _{0} ^{3} {g ( x ) dx}=13{903f(x)dx}\displaystyle = \frac{1}{3} \left\{ 9 - \int _{0} ^{3} {f ( x ) dx} \right\}=13{9[x436]03}=94\displaystyle = \frac{1}{3} \left\{ 9 - \left[ \frac{x ^{4}}{36} \right] _{0} ^{3} \right\} = \frac{9}{4}

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