2019 9월 수학나형 21번 짝수형
2018년 9월 5일 (수요일)시행
수학 나형 1등급컷 92점(표준점수 133점) : 2개 틀리면 1등급이 나오는 잘 나온 시험지
오답률 60% 3위 : 21번
출제영역 : 사차함수와 적분
항상 발문 순서대로 풀것. 발문 순서 = 문제풀이 순서
발문에서 사차함수 $f(x) = x^2 + ax^2 + b$라고 주어졌습니다.
홀수 차수가 없어 우함수이므로 $y$축에 대해 대칭입니다.
그리고나서 $x \ge 0$에서 $g(x) = \int_{-x}^{2x} f(t) - |f(t)| dt $라고 주어지고
$ 0 < x < 1 $에서 $g(x) = c_1$임으로 이때는 $-1 < x< 2$일 때 $f(x)$가 양수가 되어 $g(x)$가 0이 될때만 가능합니다.
$ 1 < x < 5 $에서 $g(x)$는 감소함수이므로 적어도 $x>2$부터는 $f(x)$가 음수가 되어야 합니다.
$ x > 5 $에서 $g(x) = c_2$임으로 위와같이 $x<-5$일 때와 $x>10$일 때 $f(x)$가 양수가 되어야합니다.
위의 경계값들을 점으로 찍어보면 아래와 같이 나오게 됩니다.
$f(x)$는 위의 그래프의 점들을 경계값으로 가져야 하고 $f(x)$는 우함수이므로 봉우리가 2개인 그래프가 되고,
여기서 조건 $가, 나 , 다$를 종합해보면,
$-1 < x < 2$ 일때 $f(x)$ 양수
적어도 $ x > 2 $ 일때 $f(x)$가 음수
$x < -5 $일 때와 $x > 10 $일 때 $f(x)$가 양수가 되어아햔다는 조건을 종합해보면
$(-5, 0)$과 $(2, 0)$을 해로 가질 때를 생각해볼 수 있습니다. 우함수이므로 $(5, 0)$과 $(-2, 0)$도 해를 가집니다.
그러면 아래와 같은 그래프가 그려지고 조건 $가, 나, 다$를 만족시킵니다.
아래의 그래프에서 그래프의 모양은 그대로 둔채 점만 $(-1, 0), (1, 0)$ 또는 $(-10, 0), (10, 0)$으로 바꾸어 생각해보시면 위의 조건에 부합하지 않는 다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
그러므로 $f(x) = (x+5)(x+2)(x-2)(x-5)$가 되고 발문에서 $f(\sqrt2)$를 구하라고 하였으므로
$f(\sqrt2) = (\sqrt2 + 5)(\sqrt2 - 5)(\sqrt2 + 2) (\sqrt2 -2)$ = $(-23) \times (-2) = 46$이 되어 정답은 ④이 됩니다.
감사합니다.
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