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부정적분의 계산

문서에서 Ⅰ 함수의 극한 (페이지 80-88)

(x‹ +2x-1)dx

= x‹ dx+2 x dx- dx

=1x› +x¤ -x+C 4

: :

:

6

:

3x(x-1)(2x+3)dx

= (6x‹ +3x¤ -9x)dx

=6 x‹ dx+3 x¤ dx-9 x dx

= x› +x‹ - x¤ +C

⑶ 적분변수가 y이므로 x를 상수로 보고 y에 대하여 적 분하면

⑴ ㅇㅇ (1+xy+3x¤ y¤ )dy

⑴ ㅇㅇ= dy+x y dy+3x¤ y¤ dy

⑴ ㅇㅇ=y+ xy¤ +x¤ y‹ +C

(ax+b)« dx= ¥ (ax+b)« ±⁄ +C (a+0) 이므로

⑴ ㅇㅇ (n+1)(2x-1)« dx

=(n+1) (2x-1)« dx

=(n+1)¥ ¥ (2x-1)« ±⁄ +C

= (2x-1)« ±⁄ +C

dy

= dy

= (y¤ -y+1)dy

= y¤ dy- y dy+ dy

= y‹ - y¤ +y+C

(x+1)(x¤ -x+1)dx- (x-1)(x¤ +x+1)dx

= (x‹ +1)dx- (x‹ -1)dx

= {(x‹ +1)-(x‹ -1)} dx

=2 dx

=2x+C : :

: :

: :

1 2 1 3

: :

: :

(y¤ +y+1)(y¤ -y+1) y¤ +y+1 :

y› +y¤ +1 y¤ +y+1

7

:

1 2

1 n+1 1 2 : :

1 n+1 1 : a

1 2

: :

: :

9 2 3

2

: :

: :

: 함수 f(x)를 정리하면

ㅇㅇf(x)= (sin x+cos x)¤ dx+ (sin x-cos x)¤ dx

= {(sin x+cos x)¤ +(sin x-cos x)¤ }dx

=2 (sin¤ x+cos¤ x)dx

=2 dxㅇㅇ◀ sin¤ x+cos¤ x=1

=2x+C

ㅇㅇ∴ f(p)-f(0)=2p+C-C

=2p

f '(x)=3x¤ +2x+1이고, f(x)= f '(x) dx이므로

ㅇㅇf(x)= (3x¤ +2x+1) dx

=x‹ +x¤ +x+C yy`㉠ㅇ

ㅇㅇ∴ f(1)=1+1+1+C=3+C yy`㉡ㅇ 또 g(x)=x‹ +x¤ +x의 양변에 x=1을 대입하면

ㅇㅇg(1)=3 yy`㉢ㅇ

이때 주어진 조건 f(1)-g(1)=2에 ㉡, ㉢을 대입하면 ㅇㅇ(3+C)-3=2

ㅇㅇ∴ C=2

C=2를 ㉠에 대입하면 ㅇㅇf(x)=x‹ +x¤ +x+2

ㅇㅇ∴ f(-1)=-1+1-1+2=1

곡선 y=f(x) 위의 점 (x, y)에서의 접선의 기울기가 3x+1이므로

ㅇㅇf '(x)=3x+1

이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (3x+1) dx

= x¤ +x+C yy㉠ㅇ

곡선 y=f(x)가 점 {0, }을 지나므로 ㉠에 대입하면

ㅇㅇf(0)=C=

C= 을 ㉠에 대입하면 ㅇㅇf(x)= x¤ +x+

ㅇㅇ∴ f(1)= +1+1=3 2 3 2

1 2 3

2 1 2

1 2

1 2 3

2 : :

0 1

:

9

:

: : :

: :

8

다항함수의적분법

081

정답과해설

082

함수 y=f(x)의 그래프가 직선 y=-x+1에 접하므로 직선 y=-x+1은 곡선 y=f(x)의 접선이다.

이때 접점을

ㅇㅇ(a, -a+1) yy㉠ㅇ

이라 하면 접선의 기울기가 -1이므로ㅇㅇf '(a)=-1 주어진 조건에서 f '(x)=6x¤ +12x+5이므로 x=a를 대입하면

ㅇㅇf '(a)=6a¤ +12a+5=-1 ㅇㅇ6(a+1)¤ =0⋯ ⋯∴ a=-1

이를 ㉠에 대입하면 접점의 좌표는⋯ ⋯(-1, 2) 이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (6x¤ +12x+5)dx

=2x‹ +6x¤ +5x+C yy㉡⋯

접점 (-1, 2)는 곡선 y=f(x) 위의 점이므로 ㉡에 대입 하면

ㅇㅇf(-1)=-2+6-5+C=2⋯ ⋯∴ C=3 C=3을 ㉡에 대입하면

ㅇㅇf(x)=2x‹ +6x¤ +5x+3

ㅇㅇ∴ f(-2)=-16+24-10+3=1

이차함수 f(x)의 부정적분이 F(x)이므로

ㅇㅇF'(x)=f(x) yy㉠ㅇ

주어진 식 xf(x)-F(x)=x‹ -4x¤ 의 양변을 x에 대하 여 미분하면

ㅇㅇf(x)+xf'(x)-F'(x)=3x¤ -8x ㅇㅇf (x)+xf'(x)-f(x)=3x¤ -8x (∵ ㉠) ㅇㅇx f '(x)=x(3x-8)

위의 등식은 x에 대한 항등식이므로 ㅇㅇf '(x)=3x-8

따라서 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (3x-8)dx= x¤ -8x+C yy㉡⋯

이때 f(1)=- 이므로 ㉡의 양변에 x=1을 대입하면

ㅇㅇf(1)= -8+C=- ㅇㅇ∴ C=-6 C=-6을 ㉡에 대입하면

ㅇㅇf(x)= x¤ -8x-6

`다른 풀이`

f(x)는 이차함수이므로

ㅇㅇf(x)=ax¤ +bx+c (a+0) yy`㉠ㅇ 3

2

25 2 3

2 25

2

3 : 2

:

2 1

: :

1

1

로 놓으면 F(x)= f(x)dx에서

ㅇㅇF(x)= (ax¤ +bx+c)dx

= x‹ + x¤ +cx+C yy`㉡ㅇ

㉠, ㉡을 주어진 식 xf(x)-F(x)=x‹ -4x¤ 에 대입하면 ㅇㅇx(ax¤ +bx+c)-{ x‹ + x¤ +cx+C}=x‹ -4x¤

ㅇㅇax‹ +bx¤ +cx- x‹ - x¤ -cx-C=x‹ -4x¤

ㅇㅇ x‹ + x¤ -C=x‹ -4x¤

위의 등식은 x에 대한 항등식이므로 ㅇㅇ =1, =-4, C=0 ㅇㅇ∴ a= , b=-8

이를 ㉠에 대입하면ㅇㅇf(x)= x¤ -8x+c

이때 f(1)=- 이므로

ㅇㅇf(1)= -8+c=- ㅇㅇ∴ c=-6

ㅇㅇ∴ f(x)= x¤ -8x-6

f(x) dx=xf(x)-3x› -2x‹ 의 양변을 x에 대하여 미 분하면

ㅇㅇf(x)=f(x)+xf '(x)-12x‹ -6x¤

ㅇㅇx f '(x)=12x‹ +6x¤ =x(12x¤ +6x) 위의 등식은 x에 대한 항등식이므로 ㅇㅇf '(x)=12x¤ +6x

따라서 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (12x¤ +6x) dx

=4x‹ +3x¤ +C yy㉠ㅇ

이때 f(1)=2이므로 ㉠의 양변에 x=1을 대입하면 ㅇㅇf(1)=4+3+C=2ㅇㅇ∴ C=-5

C=-5를 ㉠에 대입하면 ㅇㅇf(x)=4x‹ +3x¤ -5

ㅇㅇ∴ f(-1)=-4+3-5=-6

f(x+y)=f(x)+f(y)-xy에 x=0, y=0을 대입하면 ㅇㅇf(0)=f(0)+f(0)-0ㅇㅇ∴ f(0)=0 yy㉠ㅇ 미분계수의 정의에 의하여 f '(1)의 값을 구하면

4 1

: :

3

:

1

3 2

25 2 3

2 25

2

3 2 3

2 b 2 2a

3 b 2 2a

3

b 2 a 3

b 2 a 3 b 2 a 3 :

:

이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (x¤ +1)dx= x‹ +x+C

㉠에서 f(0)=0이므로ㅇㅇf(0)=C=0 ㅇㅇ∴ f(x)= x‹ +x

f(x)= f '(x)dx이므로

x…1일 때

ㅇㅇf(x)= (2x-1)dx=x¤ -x+C¡

¤ x>1일 때

ㅇㅇf(x)= (-x‹ +2)dx=- x› +2x+C™

, ¤에 의하여 함수 f(x)는

ㅇㅇf(x)=

이때 함수 f(x)는 모든 실수 x에 대하여 미분가능하므로 모든 실수 x에 대하여 연속이다.

따라서 함수 f(x)는 x=1에서도 연속이다.

함수 f(x)가 x=1에서 연속이기 위한 조건은 ㅇㅇ `f(x)= `f(x)

ㅇㅇ (x¤ -x+C¡)= {- x› +2x+C™}

ㅇㅇ1-1+C¡=- +2+C™

ㅇㅇ∴

C™-C¡=-ㅇㅇ∴ f(2)-f(0)=(-4+4+C™)-C¡

=C™-C¡=-f '(x)=x+|x-1|을 절댓값 기호 안의 식이 0이 되는 x의 값 x=1을 기준으로 구간을 나누어 나타내면

x…1일 때,ㅇㅇf '(x)=x-(x-1)=1

¤ x>1일 때,ㅇㅇf '(x)=x+(x-1)=2x-1

⁄, ¤에 의하여 도함수 f '(x)는 ㅇㅇf '(x)=g

따라서 f(x)= f '(x)dx이므로

‹ x…1일 때

ㅇㅇf (x)=: dx=x+C¡

:

1 (x…1) 2x-1 (x>1)

7 1

7 4 7

4 1 4

1 lim 4

x⁄1+0 xlim⁄1-0

xlim⁄1+0 xlim⁄1-0

x¤ -x+C¡ (x…1) -;4!;x› +2x+C™ (x>1) ({

9

1 : 4

:

6

:

1

1 3

1 : 3

: ㅇㅇf '(1)=lim

h⁄0

=limh⁄0

(∵ f(x+y)=f(x)+f(y)-xy)

=limh⁄0

=limh⁄0 -1=3 (∵ f '(1)=3) ㅇㅇ∴ lim

h⁄0 =4 yy㉡ㅇ

또 도함수의 정의에 의하여 f '(x)를 구하면 ㅇㅇf '(x)=lim

h⁄0

=limh⁄0

(∵ f(x+y)=f(x)+f(y)-xy)

=lim

h⁄0

=limh⁄0 -x

=4-x (∵ ㉡) ㅇㅇ∴ f '(x)=-x+4 이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (-x+4)dx=- x¤ +4x+C

㉠에서 f(0)=0이므로ㅇㅇf(0)=C=0 ㅇㅇ∴ f(x)=- x¤ +4x

ㅇㅇ∴ f(2)=-2+8=6

f(x+y)=f(x)+f(y)+xy(x+y)에 x=0, y=0을 대 입하면

ㅇㅇf(0)=f(0)+f(0)+0ㅇㅇ∴ f(0)=0 yy㉠ㅇ 도함수의 정의에 의하여 f'(x)를 구하면

ㅇㅇf '(x)=lim

h⁄0

=lim

h⁄0

(∵ f(x+y)=f(x)+f(y)+xy(x+y))

=limh⁄0

=lim

h⁄0 +lim

h⁄0x(x+h)

=1+x¤ {∵ limh⁄0 =1}

ㅇㅇ∴ f'(x)=x¤ +1

f(h) h f(h)

h

f(h)+xh(x+h) h

f(x)+f(h)+xh(x+h)-f(x) h

f(x+h)-f(x) h

5 1

1 2

1 : 2

: f(h)

h f(h)-xh

h

f(x)+f(h)-xh-f(x) h

f(x+h)-f(x) h f(h)

h f(h)

h f(h)-h

h

f(1)+f(h)-h-f(1) h

f(1+h)-f(1) h

다항함수의적분법

083

삼차함수인 도함수 y=f '(x)의 그래프와 x축의 교점의 x좌표가 x=0, x=2이고 도함수 y=f '(x)의 그래프가 x=2에서 x축과 접하므로

ㅇㅇf '(x)=ax(x-2)¤ (a+0) yy`㉠ㅇ 으로 놓을 수 있다.

이때 도함수 y=f '(x)의 그래프는 점 (1, 2)를 지나므로 ㅇㅇf '(1)=a¥1(-1)¤ =2ㅇㅇ∴ a=2

이를 ㉠에 대입하면

ㅇㅇf '(x)=2x(x-2)¤ =2x‹ -8x¤ +8x 이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (2x‹ -8x¤ +8x)dx

= x› - x‹ +4x¤ +C yy㉡ㅇ 또 주어진 도함수 y=f '(x)의 그래프에서 f '(x)=0인 x 의 값은ㅇㅇx=0또는 x=2

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

따라서 함수 f(x)는 x=0에서 극소이고, 함수 f(x)의 극 솟값이 이므로ㅇㅇf(0)=

㉡의 양변에 x=0을 대입하면 ㅇㅇf(0)=C=

C= 을 ㉡에 대입하면 ㅇㅇf(x)= x› - x‹ +4x¤ +

ㅇㅇ∴ f(1)= - +4+1=2 6 8 3 1 2

1 6 8

3 1 2 1 6

1 6

1 6 1

6

8 3 1 2 : :

9

› x>1일 때

1

ㅇㅇf(x)= (2x-1)dx=x¤ -x+C™

, ›에 의하여 함수 f(x)는

ㅇㅇf(x)=g yy`㉠ㅇ

이때 함수 f(x)는 연속함수이므로 x=1에서도 연속이다.

함수 f(x)가 x=1에서 연속이기 위한 조건은 ㅇㅇ `f(x)= `f(x)

ㅇㅇ (x+C¡)= (x¤ -x+C™)

ㅇㅇ∴ 1+C¡=C™ yy㉡ㅇ

또 f(-1)=2이므로 ㉠에서

ㅇㅇf(-1)=-1+C¡=2ㅇㅇ∴ C¡=3 C¡=3을 ㉡에 대입하면ㅇㅇC™=4 C¡=3, C™=4를 ㉠에 대입하면 ㅇㅇf(x)=g

ㅇㅇ∴ f(3)=9-3+4=10

도함수 f '(x)는 최고차항의 계수가 -2인 이차함수이고, 도함수 y=f '(x)의 그래프와 x축의 교점의 x좌표가 x=0, x=1이므로

ㅇㅇf '(x)=-2x(x-1)=-2x¤ +2x 로 놓을 수 있다.

이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (-2x¤ +2x)dx

=- x‹ +x¤ +C yy`㉠ㅇ

f '(x)=0인 x의 값은 ㅇㅇx=0 또는 x=1

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

따라서 함수 f(x)는 x=1에서 극댓값 M, x=0에서 극 솟값 m을 가지므로

ㅇㅇM=f(1)=- +1+C= +C(∵ ㉠) ㅇㅇm=f(0)=C (∵ ㉠)

ㅇㅇ∴ M-m= +C-C=1 3 1

3

1 3 2

3 2 3 :

:

8 1

x+3 (x…1) x¤ -x+4 (x>1)

lim

x⁄1+0

lim

x⁄1-0

xlim⁄1+0 xlim⁄1-0

x+C¡ (x…1) x¤ -x+C™ (x>1)

:

정답과해설

084

x y 0 y 2 y

f '(x) - 0 + 0 +

f(x) ↘ 극소 ↗ ↗

x y 0 y 1 y

f '(x) - 0 + 0

-f(x) ↘ 극소 ↗ 극대 ↘

1 ④ 2 x= 3 - x› + x‹ - x¤ +C

4 ④ 5 18 6 -4 7 8 ⑤

9 3 10 ② 11 ③ 12 ④

11 6

1 2 2 3 1 4 1

2

pp. 147~149

연습 문제

다항함수의적분법

085

ㅇㅇP(1000)

=5000000-3000000+2000000+2000000

=6000000(원)=600(만 원)

도함수 y=f'(x)의 그래프는 위로 볼록하고, x축과의 교 점의 x좌표가 x=-1, x=3이므로

ㅇㅇf '(x)=a(x+1)(x-3) (a<0) 으로 놓을 수 있다.

이때 주어진 그래프에서 f'(0)=6이므로 ㅇㅇf '(0)=-3a=6⋯ ⋯∴ a=-2 ㅇㅇ∴ f'(x)=-2(x+1)(x-3)

=-2x¤ +4x+6 따라서 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (-2x¤ +4x+6)dx

=- x‹ +2x¤ +6x+C 함수 y=f(x)의 그래프가 원점을 지나므로 ㅇㅇf(0)=C=0

ㅇㅇ∴ f(x)=- x‹ +2x¤ +6x

또 주어진 도함수 y=f'(x)의 그래프에서 f'(x)=0인 x 의 값은

ㅇㅇx=-1 또는 x=3

함수 f(x)의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

따라서 함수 f(x)는 x=3에서 극대이므로 극댓값은 f(3)이다.

ㅇㅇ∴ f(3)=-18+18+18=18

다항함수 f(x)의 부정적분이 F(x)이므로

ㅇㅇF'(x)=f(x) yy`㉠⋯

주어진 등식 F(x)=xf(x)- x‹ +2x¤의 양변을 x에 대하여 미분하면

ㅇㅇF'(x)=f(x)+xf '(x)-2x¤ +4x ㅇㅇf(x)=f(x)+xf '(x)-2x¤ +4x (∵ ㉠) ㅇㅇxf '(x)=2x¤ -4x=x(2x-4) 위의 등식은 x에 대한 항등식이므로 ㅇㅇf'(x)=2x-4

2 3

6

2 3 2 3 :

:

5

f(x)dx=F(x)의 양변을 x에 대하여 미분하면 ㅇㅇf(x)=F'(x)

이때 F'(x)=x¤ +C이므로ㅇㅇf(x)=x¤ +C 또한 f(1)=2이므로

ㅇㅇf(1)=1+C=2⋯ ⋯∴ C=1 ㅇㅇ∴ f(x)=x¤ +1

ㅇㅇ∴ f(2)=4+1=5

로그의 밑의 조건에 의하여ㅇㅇx>0, x+1 yy㉠ㅇ

[ f(x) dx]=f(x)이므로

ㅇㅇlogÆ [ { x¤ dx}]=2x‹ +x¤ -5x+4 ㅇㅇlogÆ x¤ =2x‹ +x¤ -5x+4

ㅇㅇ2=2x‹ +x¤ -5x+4, 2x‹ +x¤ -5x+2=0 ㅇㅇ(x+2)(2x-1)(x-1)=0

ㅇㅇ∴ x= (∵ ㉠)

f(x)를 미분하였으므로 ㅇㅇf '(x)=-3x¤ +4x-1 따라서 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (-3x¤ +4x-1) dx

=-x‹ +2x¤ -x+C¡

이때 f(1)=0이므로

ㅇㅇf(1)=-1+2-1+C¡=0ㅇㅇ∴ C¡=0 ㅇㅇ∴ f(x)=-x‹ +2x¤ -x

따라서 f(x)를 적분하면 ㅇㅇ (-x‹ +2x¤ -x) dx

=- x› + x‹ - x¤ +C

P(x)= P'(x)dx이므로

ㅇㅇP(x)= (0.015x¤ -6x+2000)dx

=0.005x‹ -3x¤ +2000x+C 이때 P(0)=2000000이므로

ㅇㅇP(0)=C=2000000

ㅇㅇ∴ P(x)=0.005x‹ -3x¤ +2000x+2000000 따라서 식용유 1000 L를 생산하는 데 필요한 총비용은 P(1000)이므로

:

4

:

1 2 2 3 1 4 :

: :

3

1 2 d : dx d :

dx

2 1

:

x y -1 y 3 y

f '(x) - 0 + 0

-f(x) ↘ 극소 ↗ 극대 ↘

정답과해설

086

따라서 f(x)=: f'(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)=: (2x-4)dx=x¤ -4x+C 이때 f(0)=0이므로ㅇㅇf(0)=C=0 ㅇㅇ∴ f(x)=x¤ -4x=(x-2)¤ -4 따라서 함수 f(x)의 최솟값은 -4이다.

f(a+b)=f(a)+f(b)+ab+ab¤ +a¤ b에 a=0, b=0을 대입하면

ㅇㅇf(0)=f(0)+f(0)⋯ ⋯∴ f(0)=0 yy㉠⋯

도함수의 정의에 의하여 f'(x)를 구하면 ㅇㅇf '(x)=lim

h⁄0

=limh⁄0

(∵ f(a+b)=f(a)+f(b)+ab+ab¤ +a¤ b)

=limh⁄0[ +x+xh+x¤ ]

=lim

h⁄0 +lim

h⁄0(x+xh+x¤ )

=1+x+0+x¤ {∵ limh⁄0 =1}

=x¤ +x+1 ㅇㅇ∴ f'(x)=x¤ +x+1 이때 f(x)= f'(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (x¤ +x+1)dx= x‹ + x¤ +x+C

㉠에서 f(0)=0이므로ㅇㅇf(0)=C=0 ㅇㅇ∴ f(x)= x‹ + x¤ +x ㅇㅇ∴ f(1)= + +1=

{ f(x)+g(x)}=2에서 양변을 x에 대하여 적분하면

ㅇㅇf(x)+g(x)= 2 dx=2x+C¡ yy㉠ㅇ

{ f(x)-g(x)}=2x-5에서 양변을 x에 대하여 적분 하면

ㅇㅇf(x)-g(x)= (2x-5)`dx

=x¤ -5x+C™ yy㉡ㅇ

이때 f(0)=-1, g(0)=-4이므로 ㉠, ㉡의 양변에 x=0을 대입하면

: d

dx

: d

8

dx

11 6 1

2 1 3

1 2 1 3

1 2 1 : 3

:

f(h) h f(h)

h f(h)

h

f(x)+f(h)+xh+xh¤ +x¤ h-f(x) h

f(x+h)-f(x) h

7

ㅇㅇf(0)+g(0)=C¡=-5 ㅇㅇf(0)-g(0)=C™=3 ㅇㅇ∴ C¡=-5, C™=3

C¡=-5, C™=3을 ㉠, ㉡에 각각 대입하면

ㅇㅇgf(x)+g(x)=2x-5 yy㉢ㅇ f(x)-g(x)=x¤ -5x+3 yy㉣ㅇ

㉢+㉣을 하면 ㅇㅇ2 f(x)=x¤ -3x-2 ㅇㅇ∴ f(x)= x¤ - x-1

㉢-㉣을 하면

ㅇㅇ2 g(x)=-x¤ +7x-8 ㅇㅇ∴ g(x)=- x¤ + x-4 ㅇㅇ∴ f(-1)-g(1)

ㅇㅇ={ + -1}+{1+ -4}=2

곡선 y=f(x) 위의 점 P(a, f(a))에서의 접선의 기울기 는 f '(a)이므로 접선의 방정식은

ㅇㅇy-f(a)=f'(a)(x-a)

ㅇㅇ∴ y=f'(a)x-a f'(a)+f(a) yy㉠ㅇ 이때 점 P(a, f(a))에서의 접선의 방정식이

ㅇㅇy=(a+1)x+g(a) 이므로 ㉠과 비교하면

ㅇㅇf '(a)=a+1 yy㉡ㅇ ㅇㅇg(a)=-af'(a)+f(a) yy㉢ㅇ

㉡은 임의의 실수 a에 대하여 성립하므로

ㅇㅇf '(x)=x+1 yy㉣ㅇ 로 놓으면 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (x+1)dx= x¤ +x+C yy㉤ㅇ 이때 곡선 y=f(x)가 원점을 지나므로

ㅇㅇf(0)=C=0 C=0을 ㉤에 대입하면

ㅇㅇf(x)= x¤ +x yy㉥ㅇ 또 ㉢도 임의의 실수 a에 대하여 성립하므로

ㅇㅇg(x)=-xf'(x)+f(x) 로 놓고 ㉣, ㉥을 위의 식에 대입하면 ㅇㅇg(x)=-x(x+1)+ x¤ +x=-

ㅇㅇ∴ f(3)+g(-3)={ +3}+{- }=3 9 2 9

2

1 2 1

2 1

2

1 : 2

:

9

7 2 3

2 1 2

7 2 1 2

3 2 1 2

다항함수의적분법

087

㉡, ㉢을 연립하여 풀면ㅇㅇa= , b=

ㅇㅇ∴ 2a-b= - =1

n<x<n+1 (n은 정수)일 때 [x]=n이므로 ㅇㅇf '(x)=x-[x]=x-n

이때 f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= (x-n)dx

= x¤ -nx+C (n<x<n+1) yy`㉠ㅇ 함수 f(x)는 n…x<n+1에서 연속이므로 x=n에서도 연속이다.

따라서 함수 f(x)가 x=n에서 연속이기 위한 조건은 ㅇㅇ f(x)=f(n)

ㅇㅇ { x¤ -nx+C}=f(n)

ㅇㅇ n¤ -n¤ +C=0 (∵ f(n)=0)ㅇㅇ∴ C=

C= 을 ㉠에 대입하면

ㅇㅇf(x)= x¤ -nx+

= (x-n)¤

n…x<n+1 (n은 정수)에서 함수 f(x)를 구하면

ㅇㅇf(x)=

따라서 보기에서 함수 y=f(x)의 그래프의 개형으로 적 당한 것은 ④④이다.

⋯ ⋯

;2!; (x+1)¤ (-1…x<0)

;2!; x¤ (0…x<1)

;2!; (x-1)¤ (1…x<2)

;2!; (x-2)¤ (2…x<3)

;2!; (x-3)¤ (3…x<4)

⋯ ⋯

(OOO OOOO OOO{

OOOO OOOO OO9 1 2

1 2 1

2 1 2

1 2 1

2 1 lim 2

x⁄n+0 xlim⁄n+0

1 2 : :

2 1

11 2 13

2

11 2 13 f(x)= (x¤ -x+1)dx의 양변을 x에 대하여 미분하면 4

ㅇㅇf '(x)= [ (x¤ -x+1)dx]

=x¤ -x+1 yy`㉠ㅇ

미분계수의 정의를 이용하여 주어진 식을 정리하면 ㅇㅇlim

h⁄0

=limh⁄0

=lim

h⁄0[ - ]

=limh⁄0 ¥(1+h)

+limh⁄0

=f '(1)+f '(1)

=2 f '(1)=2(1-1+1) (∵ ㉠)

=2

f '(x)=g(x)이고, f(x)= f '(x)dx이므로

ㅇㅇf(x)= g(x)dx

= {x‹ + x¤ -6x-a} dx

= x› + x‹ -3x¤ -ax+C 이때 f(0)=b이므로ㅇㅇf(0)=C=b

ㅇㅇ∴ f(x)= x› + x‹ -3x¤ -ax+b yy`㉠ㅇ 또 h(x)=g'(x)이므로

ㅇㅇh(x)=g'(x)={x‹ + x¤ -6x-a}'

=3x¤ +3x-6

=3(x+2)(x-1)

이때 f(x)가 h(x)로 나누어 떨어지므로 몫을 Q(x)라 하면 ㅇㅇf(x)=h(x)Q(x)

=3(x+2)(x-1)Q(x) 따라서 인수정리에 의하여 ㅇㅇf(-2)=0, f(1)=0

x=-2, x=1을 각각 ㉠에 대입하면 ㅇㅇf(-2)=4-4-12+2a+b=0

ㅇㅇ∴ 2a+b=12 yy`㉡ㅇ ㅇㅇf(1)= + -3-a+b=0

ㅇㅇ∴ a-b=-9 yy`㉢ㅇ 4

1 2 1 4

3 2 1 2 1 4

1 2 1 4

3 : 2 :

1

:

1

f(1-h)-f(1) -h f(1+h+h¤ )-f(1)

h(1+h)

f(1-h)-f(1) h f(1+h+h¤ )-f(1)

h

f(1+h+h¤ )-f(1)+f(1)-f(1-h) h

f(1+h+h¤ )-f(1-h) h

d : dx

0

:

1

Tip 인수정리

다항식 f(x)가 일차식 x-a로 나누어 떨어지기 위한 필요 충분조건은

ㅇㅇf(a)=0

정답과해설

088

다항함수의 적분법

2 정적분

유제 pp. 152~154

1 ④ 2 ④ 3 ④ 4 (가) r (나) 2pr

문서에서 Ⅰ 함수의 극한 (페이지 80-88)