공통수학2함수수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

역함수 존재 조건

문제

실수 전체의 집합에서 정의된 함수 f(x)={(a+7)x1(x<1)(a+5)x+2a+1(x1)\displaystyle f \left( x \right) = {\begin{cases} \left( a + 7 \right) x - 1 & & \left( x < 1 \right) \\ \left( - a + 5 \right) x + 2 a + 1 & & \left( x \geq 1 \right) \end{cases}} 의 역함수가 존재하도록 하는 모든 정수 aa의 개수는? [3점] 10\mathrm{10}11\mathrm{11}12\mathrm{12}13\mathrm{13}14\mathrm{14}

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해설

함수 f(x)f ( x )의 역함수가 존재하려면 f(x)f ( x )는 일대일대응이어야 한다. a+7=0a + 7 = 0 또는 a+5=0- a + 5 = 0일 때 f(x)f ( x )는 일대일대응이 아니다. 그러므로 a7a \neq - 7, a5a \neq 5이다. 함수 f(x)f ( x )가 일대일대응이기 위해서는 직선 y=(a+7)x1y = ( a + 7 ) x - 1의 기울기 a+7a + 7과 직선 y=(a+5)x+2a+1y = ( - a + 5 ) x + 2 a + 1의 기울기 a+5- a + 5의 부호가 같아야 한다. 그러므로 (a+7)(a+5)>0\left( a + 7 \right) \left( - a + 5 \right) > 0, (a+7)(a5)<0\left( a + 7 \right) \left( a - 5 \right) < 0 7<a<5- 7 < a < 5 따라서 이를 만족시키는 정수 aa6- 6, 5- 5, \cdots, 44이고 그 개수는 11\mathrm{11}이다.

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