수학에풍덩

방사성 물질의 양이 처음의 양의 $1 \over 2$로 줄어드는 데 걸리는 시간을 반감기라 하는데, 방사성 탄소 동위 원소 ${}^{14} C$의 반감기는 $5700$년이라고 한다. 어떤 생물체의 화석에 현재 함유되어 있는 ${}^{14} C$의 양이 $8g$일 때, $300$년 후 이 화석에 함유된 ${}^{14} C$의 양은 $2^k g$이다. 이때 유리수 $k$의 값을 구하여라. 매년 줄어드는 양은 비율 항상 같다고는 볼 수 없을 것이다. 어떤 주변 요소들에 의해 해년마다 다를 수밖에 없지만, 그렇게 심화적인 부분을 평가하는 문제는 고등과정에서 출제되지 않으므로 생각하지 않도록 하자. 따라서 처음 양을 $a$라 할 때, 매년 줄어드는 양의 비율은 $r$로 일정하다고 하면 $1$년후의 양은 $ar$,..

삼차방정식 $x^3 -1=0$의 한 허근을 $\omega$라고 할 때, 다음을 $a \omega +b$(단, $a$, $b$는 실수)의 꼴로 나타내어라. $\omega$는 읽을 때, 오메가라고 읽는다. 학생들이 많이 어려워하는 오메가 문제이다. 이런 유형의 문제는 항상 $6$가지를 먼저 구한다. $x^3 -1 =(x-1)(x^2 +x+1)=0$ $x-1=0$ 또는 $x^2 +x+1=0$ $x^2 +x+1=0$은 허근을 가지므로 그 근이 $\omega$ 또 $x^2 +x+1=0$ 은 계수가 모두 실수이므로 반드시 복소수의 켤레근을 가진다. 따라서 의 두 근은 $\omega$, ${\bar{\omega}}$ 이다. 따라서 $x^3 -1=0$의 세 근은 $x=1$, $\omega$, ${\bar{\omega}..

다음 사차방정식을 풀어라. $x^4 +8x^3 +17x^2 +8x+1=0$ $x^4 +8x^3 +17x^2 +8x+1=0$ 이렇게 계수가 대칭이 되는 방정식을 상반방정식이라 부른다. 상반방정식은 인수정리를 이용할 수가 없다. 상수항의 약수를 대입하여도 식의값이 $0$이 되는 수를 찾을 수가 없다. 이것은 방정식의 인수 중 유리수의 인수가 없기 때문이다. 이 방정식은 푸는 순서를 잘 기억하여 풀어야 한다. ① $x^2$으로 묶는다. ② 치환한다. 따라서 $x+ {1 \over x}$를 $A$로 치환하자. $x^2 (A^2 +8A+15)=0$ $x^2 (A+3)(A+5)=0$ ③ $x$를 하나씩 분배한다. $(x^2 +1+3x)(x^2 +1+5x)=0$ $(x^2+3x+1)(x^2 +5x+1)=0$ 따라서 ..

$x$에 관한 이차방정식 $x^2 -2(m-4)x+2m=0$의 근이 다음 조건을 만족하도록 실수 $m$의 값의 범위를 정하여라. (1) 두 근이 모두 $3$보다 크다. (2) 두 근이 모두 $3$보다 작다. (3) $3$이 두 근 사이에 있다. (1)두 근이 모두 $3$보다 크면, $f(x)=x^2 -2(m-4)+2m$라 하자. ① 두 근을 가져야한다. → $D \ge 0$ 중근인 경우도 두 근이라고 생각해야한다. $x^2 -2(m-4)x+2m=0$의 두 근은 $f(x)=x^2 -2(m-4)+2m$의 두 $x$절편으로 생각 할 수 있다. 두 근을 $\alpha$, $\beta$라 하면 $\alpha + \beta =2(m-4)$ ② 두 근이 모두 $3$보다 크면 $f(x)$의 두 $x$절편이 모두 $3$..

$0 \le x \le 2$에서 함수 $f(x)=-2x^2 -4kx -2k^2 +k+1$의 최댓값이 $0$이 되도록 하는 모든 실수 $k$의 값의 합을 구하여라. 먼저 이차함수 $f(x)$를 정리하면 $f(x)=-2x^2 -4kx -2k^2 +k+1$ $~~~~~~~=-2(x^2 +2kx) -2k^2 +k+2$ $~~~~~~~=-2(x+k)^2 +k+2$ $f(x)$의 대칭축의 방정식은 $x=-k$이고 $f(x)$는 위로 볼록의 그래프이므로 대칭축과의 거리가 가까울수록 대응되는 $y$좌표가 높다. 따라서 최댓값이 달라지는 경우는 다음 세 가지로 생각 할 수 있다. 빨간색은 범위 $0 \le x \le 2$의 구간을 나타낸다. ① $-k \le 0$ $(k \ge 0)$ 인 경우 $x=-k$와 $x=0$사..

직선 $y= - {1 \over4 }x+1$이 $y$축과 만나는 점을 $A$, $x$축과 만나는 점을 $B$라 하자. 점 $P(a,~b)$가 점 $A$에서 직선 $y= - {1 \over4 }x+1$을 따라 점 $B$까지 움직일 때, $a^2 +8b+1$의 최댓값을 구하여라. 먼저 $A$, $B$의 좌표를 구하자. $y= - {1 \over4 }x+1$이 $y$축과 만나는 점은 $(0,~1)$ 따라서 $A(0,~1)$ $y= - {1 \over4 }x+1$이 $x$축과 만나는 점은 $(4,~0)$ 따라서 $B(4,~0)$ $P(a,~b)$는 직선 $y= - {1 \over4 }x+1$을 따라 움직이므로 직선 $y= - {1 \over4 }x+1$ 위의 점이다. 따라서 $b= - {1 \over4 }a+1..