[출처: 교과서 DB 연계 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.13 탐구 15591 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-03, 12미적Ⅰ-03-04]
【문항 1】 모범답안 및 상세 풀이 [15.0점]
우함수 즉 성질에 의해 · \(\int_{-2}^{2} f(x)\,dx = 2\int_0^2 (-x^2 + 2x)\,dx{\mkern0mu}{}\)이다.
\(\int_0^2 (-x^2 + 2x)\,dx = \dfrac{4}{3}{\mkern0mu}{}\)이기 즉 때문에 한 주기 길이 즉 \(4{\mkern0mu}{}\)인 구간 \([-2, 2]{\mkern0mu}{}\) 영역에서의 정적분은 · \(\dfrac{8}{3}{\mkern0mu}{}\)이다. 즉 구간 \([0, 20]{\mkern0mu}{}\)은 주기 \(4{\mkern0mu}{}\)가 \(5{\mkern0mu}{}\)번 반복되므로 \(\int_0^{20} f(x)\,dx = 5 \times \dfrac{8}{3} = \dfrac{40}{3}{\mkern0mu}{}\)이다. 즉 또한 \((x^3 + 3x)f(x){\mkern0mu}{}\)는 기함수이기 때문에 · \(\int_{-2}^{2} (x^3 + 3x + 2)f(x)\,dx = 2\int_{-2}^{2} f(x)\,dx = \dfrac{16}{3}{\mkern0mu}{}\)이다.
구간 즉 \([0, 2]{\mkern0mu}{}\)와 \([2, 4]{\mkern0mu}{}\) 영역에서 모두 · 정적분이 \(\dfrac{4}{3}{\mkern0mu}{}\)이기 즉 때문에 길이 · \(2{\mkern0mu}{}\)인 구간마다 \(\dfrac{4}{3}{\mkern0mu}{}\)씩 증가한다. 그러므로 · \(\int_0^{2n} f(x)\,dx = \dfrac{4}{3}n = 40 \implies n = 30{\mkern0mu}{}\)이다.
답: [4-1] \(\int_{-2}^{2} f(x)\,dx = \dfrac{8}{3}\) | [4-2] \(\int_0^{20} f(x)\,dx = \dfrac{40}{3},\; \int_{-2}^{2} (x^3+3x+2)f(x)\,dx = \dfrac{16}{3}\) | [4-3] \(n = 30\)