[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.52 예제 2 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-09]
지면으로부터 \(25\,\mathrm{m}\) 높이에서 \(20\,\mathrm{m/s}\)의 속도로 똑바로 위로 던져 올린 물체의 \(t\)초 후의 지면으로부터의 높이 \(x(t)\,(\mathrm{m})\)가 \(x(t) = 25 + 20t - 5t^2\)일 때, 다음을 구하시오.
[8-1] (5점) 물체가 최고 높이에 도달하는 시각 \(t_1\)과 최고 높이 \(H\)를 각각 구하시오.
[8-2] (5점) 물체가 지면에 떨어지는 순간의 시각 \(t_2\)와 그때의 속도 \(v(t_2)\)를 각각 구하시오.
🎯 정답 : [8-1] \(t_1 = 2\)초, \(H = 45\,\mathrm{m}\) | [8-2] \(t_2 = 5\)초, \(v(5) = -30\,\mathrm{m/s}\)
[1줄: 공식선언 (30%)] 최고 높이에서 속도 \(v(t) = x'(t) = 0\)이고, 지면에 도달할 때 높이 \(x(t) = 0\;(t \gt 0)\)임을 선언한다.
[2줄: 핵심계산 (40%)] \(v(t) = 20 - 10t = 0\)에서 \(t_1 = 2\)이고, 최고 높이는 \(H = x(2) = 25 + 40 - 20 = 45\,(\mathrm{m})\)이다.
[3줄: 최종결론 (30%)] \(x(t) = -5(t^2 - 4t - 5) = -5(t + 1)(t - 5) = 0\)에서 \(t_2 = 5\)이고, 그때의 속도는 \(v(5) = 20 - 50 = -30\,(\mathrm{m/s})\)이다.
| 배점 단계 | 한신대학교 약술형 공식 2열 부분점수 채점 기준 |
| 소문항 [8-1] (5점) | • \(v(t) = 20 - 10t = 0\)으로 \(t_1 = 2\) 산출 +2점 / \(H = 45\) 계산 +3점 |
| 소문항 [8-2] (5점) | • \(x(t) = 0\)에서 \(t_2 = 5\) 도출 +3점 / \(v(5) = -30\) 산출 +2점 |
💡 감점 방어 클리닉: 속도는 방향을 가지므로 지면에 떨어지는 순간의 속도는 음수인 \(-30\,\mathrm{m/s}\)로 적어야 합니다.