Page 15 - 수학(하) 풀이
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112                                               118
                                 f x
                                                                                   f x
             1단계    x =  f  -  1  y ^h 이면  y = ]g 이다.         1단계   x =  f  - 1  y ^h 이면  y = ]g 이다.
                                                                                         y
                                                                                                      f x
                                                                     f x
            함수  f 가 일대일대응이므로                                  함수  y = ]g 의 그래프는                    y = ]g
                            f 6 < ]
                       ] g
            주어진 조건  f 5 + ] g    f 11g 에서                     오른쪽 그림과 같다.                5       y =  x
                                                                                         4
                                                                  2 =
             "  f 5 ] g , f 6 ] g,  = " 10 , 16,이고,  f 11 =  30 , f 16 =  26이다.  f  - 1  ]g  a 로 놓으면  f a =  2
                                              ] g
                                                                                ]g
                                    ] g
                                                                                         3
                                                                    2
                                      f 11g 에서
            주어진 조건  f 5 + ]      f 6 + ]                       f 3 = 이므로  a =  3         2
                                    g
                                                               ]g
                            f 16 < ]g
                       ] g
             f 5 =  10 , f 6 =  16 이다.                        그러므로  f  -  1 ]g  3        1
                                                                         2 = 이다.
                      ] g
              ] g
                                                                                         O
                                                                     1
                                                                    -
            그러므로  f 6 =   16 이므로  f  -  1 ]g  6                f ^  - 1  %  f h g  f  -  1  f ^  - 1  2 ] gh  1 2 3  4 5 x
                                                                       2 =
                                     16 = 이다.
                                                                      ]
                     ]g
                                                                               3 =
                           16 =
            따라서  f 16 +  f  -  1 ] g  26 +  6 =  32 이다.       =  f  - 1  3 ]g 이므로  f  -  1  ]g  b 로 놓으면  f b =  3
                                                                                             ]g
                   ] g
            113                                                f 4 = 이므로  b =  4 이다.
                                                                    3
                                                               ]g
                                                                  ^
                                                                       ]
                                                                           f f 5 = ] g
                            - 1                               또한  ff 5% h g  = ^ ] gh  f 4 =  3
                       ^
             1단계   역함수  fg% h  =  g  -  1  %  f  -  1  이다.
                                                                           1
                                                                          -
                                                                             2 + ^
                                                                            ]
                                                                                     ]
                                                                                  % h g
            주어진 조건에서  f    -  1 ]g  5                         따라서  f ^  - 1  %  f h g  ff 5 =  4 +  3 =  7 이다.
                             0 = 이고,
                                       1   1                  119
                      1
             g x =  x 2 + 이라 하면  g  - 1 ]g  2  x -  2  이다.
                                   x =
              ]g
                                                                          f x
                                    %
                           f g x = ^
             h x = ]   1 = ^ ] gh  fg x ] h g 이므로             1단계  함수  y = ]g 의 그래프는  y =  x 에 대하여 대칭이다.
              ] g
                  f x 2 + g
                                                                     f x
                      %
                                    -
                                     1
             h  - 1 ] g  fgh - 1  ] g  g ^  -  1  %  f h g    함수  y = ]g 의 그래프는 직선  y =   x 에 대하여
                           0 =
                0 = ^
                                       0 ]
                                 1      1                     대칭이므로  f   -  1 ]
             =  g  - 1  f ^  -  1 ] gh  g  - 1 ] g  2  #  5 -  2  =  2 이다.  x = ]g  f xg 이다.
                     0 =
                             5 =
                                                                                  5
            114                                               그러므로  f  -  1 ] 1 = ]g  f 1 = 이므로
                                                                               g
                                                                                             1
                                                                           gh
                                                                                      g
                                                                               g 5 + ]g
                                                              g f ^  - 1 ] 1 + ^ ]gh  g f 1 = ]  g 5 =  2 # +  5 =  7
                                 f x
             1단계    x =  f  -  1  y ^h 이면  y = ]g 이다.
                                                              따라서  g2 5 =  7 이므로  g 5 =  7  이다.
                                                                      ]g
                                                                                   ]g
                    f x
            함수  y = ]g 의 그래프에서                                                         2
                                                              120
             f 1 =  2 , f 2 =  4 , f 3 =  1 , f 4 =  5 , f 5 = 이므로
                                                 3
                             ] g
                     ] g
                                     ] g
              ] g
                                            ] g
                                                                                   f x
                2 =
             f  - 1  ] g  1 , f  -  1 ] g  2                  1단계   x =  f  - 1  y ^h 이면  y = ]g 이다.
                          4 = 이다.
                                                                                 a = 에서  a =
                                                               ]g
                    - 1  %  - 1  -  1  - 1  -  1               f 3 =  a 로 놓으면  f  -  1 ]g  3  4
                           4 =
                                     4 =
                                             2 = 이다.
            따라서  f ^   f h g   f  f ^  ] gh  f  ] g  1
                          ]
            115                                               ^ ff 3 = ^ ] gh  f 4g 이므로  f 4 = 로 놓으면
                                                                                             b
                                                                       f f 3 = ]
                                                                % h g
                                                                                         ]g
                                                                   ]
                                                                  b =
                                                                                5
                                 f x
             1단계    x =  f  -  1  y ^h 이면  y = ]g 이다.          f  - 1  ]g  4 이므로  b = 이다.
                                                                                5
                                                                         ]
                                                                    ^
                f x
             y = ]g 의 그래프는 오른쪽                                따라서  ff 3% h g  =  b = 이다.
                                           y
            그림과 같다.                          y = ]g           121
                                                f x
                                                                          f x
                                 0
                0 =
             f  - 1  ]g  a 라 하면  f a = 이므로                    1단계  함수  y = ]g 의 그래프와  y =  f  - 1  x ]g 의 그래프의
                             ]g
                                          O    2  3
                                                                        f x
                                                                                            x
                3
             a = 이다.                     - 1         x        두 교점은  y = ]g 의 그래프와  직선  y = 의 두 교점과 같다.
                                                               2
                      0 =
            따라서  f  - 1  ]g  a = 이다.                          x -  x 6 +  12 =  x 이므로  y            y =  x
                             3
                                                                                             f x
            116                                               x -  x 7 +  12 =  , 0       y = ]g
                                                               2
                                                                       4 =
                            - 1  -  1  -  1                   ] x -  3 ]g  x - g  , 0  4        y =  f  - 1  x ]g
                       ^
             1단계   역함수  fg% h  =  g  %  f  이다.
                                                                  3
                               %
                  %
                         ]
             ^ f % ^ gfh - 1  % h g  ff  -  1  %  g  -  1  %  f 1 ] h g  x =  또는  x =  4
                        f 1 = ^
                                                                                    3
                   f 1 =
                             f 1 =
             =  g ^  - 1  % h g  g  - 1 ^ ] gh  g  -  1 ] - 1g 이다.  따라서 두 교점의 좌표는
                     ]
                                                                                    O
                                                                      ,
                                                                    ^
             g  - 1  ] - g  a 라 하면  g a =- 이므로                ^  , 33h , 44h 이므로         3    4        x
                                    1
                  1 =
                              ]g
             -+  1 =-  1 , a = 이다.                            두 교점 사이의 거리는
                           2
              a
                                                                          3 =
                       %
                             f 1 =
                                      2
            따라서  f % ^ gfh - 1  % h g  a = 이다.                 ] 4 -  3 + ]g 2  4 - g 2  2 이다.
                               ]
                  ^
            117                                               122
                            - 1
                                                                                        ]
             1단계   역함수  fg% h  =  g  -  1  %  f  -  1  이다.    1단계  일대일함수는  x 1 ]  x 2 이면  f x 1 ! ]g  f x 2g 이 성립한다.
                       ^
                      1
             g x =  x 2 - 이라 하면  h x = ^  f gx% h g 이므로       함수  f x ]g 가 일대일함수이고  f 2 =  4 이므로  4 가 아닌
                                                                                      ]g
                                ] g
                                         ]
              ]g
                                    -
                      %
                                       x =
             h  - 1 ] g  f gh - 1  ] g  g  -  1  %  f h g  g  -  1  f ^  - 1  x ] gh 이다.  집합  Y 의 서로 다른 두 원소  ,ab 에 대하여
                                     1
                                       ]
                x = ^
                           x = ^
                                                                           b
                           0 =
                0 =
                                                                                               f 3g 의
             h  - 1 ] g  g  - 1  f ^  -  1 ] gh  g  - 1  ] - 3g 이므로  f 1 =  , a f 3 = 로 놓을 수 있다.  f 1 + ]
                                                                                           ] g
                                                                       ] g
                                                               ] g
                                                                         b
                                                                                                       3
             g  - 1  ] - g  a 라 하면  g a =- 에서                 최댓값은  a + 의 최댓값과 같다. 그런데  a =       2 , b =
                                    3
                  3 =
                              ]g
                                                                                    b
                                                                           2
             2 a -  1 =-  3 , a =- 이다.                        또는  a =  3 , b = 일 때  a + 가 최대이다.
                            1
                                                                                            5
                                                                         f 3g 의 최댓값은  2 +
                      0 =
                              3 =
            따라서  h  - 1 ] g  g  -  1 ] - g  a =- 이다.          따라서  f 1 + ]               3 = 이다.
                                       1
                                                                     ] g
               14
   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20