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2027학년도 중앙대학교
문제1 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 20점
갑과 을 두 사람이 아래와 같은 규칙으로 게임을 한다.
• 갑은 $1$부터 $n$까지의 자연수가 각각 하나씩 적힌 $n$장의 카드에서 임의로 한 장의 카드를 꺼낸다. (단, $n \ge 11$이다.)
• 을은 $1$부터 $11$까지의 자연수가 각각 하나씩 적힌 $11$장의 카드에서 특정 수 $k$ ($1 \le k \le 11$)가 적힌 카드는 제거하고, 나머지 $10$장의 카드 중에서 임의로 한 장의 카드를 꺼낸다.
• 두 사람이 꺼낸 카드에 적힌 수를 비교하여 더 큰 수를 꺼낸 사람이 승자가 된다.
• 만약 두 수가 동일하면 무승부가 되고 꺼낸 카드는 다시 넣는다.
• 게임은 승부가 날 때까지 같은 규칙으로 진행한다.
갑이 승자가 될 확률과 을이 승자가 될 확률이 서로 같아지도록 하는 순서쌍 $(n, k)$를 모두 구하시오.  20점
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2027학년도 중앙대학교
문제2 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 20점
• 음함수 표현 $f(x, y) = 0$에서 $y$를 $x$에 대한 함수로 보고 각 항을 $x$에 대하여 미분하여 $\frac{dy}{dx}$를 구한다.
• 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 미분가능한 함수 $x = g(t)$의 도함수 $g'(t)$가, $a = g(\alpha), b = g(\beta)$일 때 $\alpha, \beta$를 포함하는 구간에서 연속이면 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)dx = \int_\alpha^\beta f(g(t))g'(t)dt$$ 좌표평면 위의 두 점 $A(-1, 0)$, $B(1, 0)$에 대하여 점 $P(x, y)$가 음함수 표현 $\overline{PA} \times \overline{PB} = 1$을 만족시킨다. (단, $x > 0$이고 $y > 0$이다.)
2-1 $\frac{dy}{dx}$를 구하고, $(x, y) = (a, b)$에서 $\frac{dy}{dx} = 0$이 되게 하는 $a, b$를 구하시오.  12점
2-2 정적분 $\int_a^1 x y^2 dx$의 값을 구하시오. (단, $a$는 문제 2-1에서 구한 값이다.)  8점
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2027학년도 중앙대학교
문제3 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 30점
• $x$의 값의 범위가 $\alpha \le x \le \beta$일 때 이차함수 $f(x) = a(x-p)^2 + q$의 최댓값과 최솟값은 다음과 같다.
  (i) $\alpha \le p \le \beta$이면 $f(\alpha), f(p), f(\beta)$ 중에서 가장 큰 값이 최댓값이고 가장 작은 값이 최솟값이다.
  (ii) $p < \alpha$ 또는 $p > \beta$이면 $f(\alpha), f(\beta)$ 중에서 큰 값이 최댓값이고 작은 값이 최솟값이다.
• 로그함수 $y = \log_a x$는 $a > 1$일 때, $x$의 값이 증가하면 $y$의 값도 증가한다.
• 삼각함수 $y = \sin x$는 주기함수이고 주기는 $2\pi$이다.
3-1 양의 실수 $a$에 대하여 $k = 2^a$이라 하자. 함수 $f(x)$를 $f(x) = |(\log_k x + 4)(\log_k x - 8)|$이라 하고 $\frac{1}{4} \le x \le 16$일 때, $f(x) \ge 29$가 성립하도록 하는 $a$의 최솟값을 구하시오.  15점
3-2 양의 실수 $a$에 대하여 $0 \le x \le 2\pi$에서 정의된 함수 $f(x) = |4\sin^2 x - 4\sin x - a|$이 있다. $0 \le x \le 2\pi$에서 함수 $f(x)$의 최댓값을 $M$이라 할 때, $x$에 대한 방정식 $f(x) = M$이 구간 $[0, 2\pi]$에서 서로 다른 세 실근 $x_1, x_2, x_3$을 갖는다. $a$와 $x_1, x_2, x_3$의 값을 구하시오.  15점
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2027학년도 중앙대학교
문제4 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 30점
• 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 미분가능한 함수 $x = g(t)$의 도함수 $g'(t)$가, $a = g(\alpha), b = g(\beta)$일 때 $\alpha, \beta$를 포함하는 구간에서 연속이면 다음 식이 성립한다: $\int_a^b f(x)dx = \int_\alpha^\beta f(g(t))g'(t)dt$
• 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $P(a, f(a))$에서의 접선의 방정식은 $y - f(a) = f'(a)(x-a)$이다.
• $\int_a^b f(x)g'(x)dx = [f(x)g(x)]_a^b - \int_a^b f'(x)g(x)dx$,   • $y = x^n$이면 $y' = n x^{n-1}$이다.
4-1 좌표평면에서 점 $(t, 0)$을 지나고 곡선 $y = e^{x^2}$과 접하는 직선이 두 개 있다. 두 접선의 기울기를 각각 $m_1(t), m_2(t)$라 할 때 다음 정적분의 값을 구하시오.  15점
$$\int_0^2 t^3 m_1(t) m_2(t) dt$$
4-2 자연수 $n$에 대하여 함수 $f(x) = |x-1|^{\frac{n}{13}} + |x+1|^{\frac{n}{13}}$의 최솟값을 $a_n$이라 하자. 급수 $\sum_{n=1}^{27} a_n$의 값을 구하시오.  15점
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2027학년도 중앙대학교
문제5 다음 글을 읽고 물음에 답하시오. 30점
평면과 직선 기하 다이어그램
• 초점이 $F(p, 0)$, 준선이 $x = -p$인 포물선의 방정식은 $y^2 = 4px$이다. (단, $p \ne 0$이다.)
• 두 직선 $l, m$이 꼬인 위치에 있을 때, 직선 $m$ 위의 임의의 점 $O$를 지나고 직선 $l$에 평행한 직선 $l'$을 그으면 두 직선 $l', m$은 점 $O$에서 만나므로 한 평면을 결정한다. 이때 두 직선 $l'$과 $m$이 이루는 각을 두 직선 $l, m$이 이루는 각이라 한다.
5-1 초점이 $F$인 포물선 $y^2 = 4x$ 위에 있는 제1사분면 위의 점 $P$에서의 접선이 $y$축과 만나는 점을 $Q$라 하자. $\angle PFQ = 30^\circ$일 때 사각형 $OFPQ$의 넓이를 구하시오. (단, $O$는 원점이다.)  15점
정사면체 기하 다이어그램
5-2 그림과 같이 정사면체 $ABCD$에 대하여 모서리 $BC$를 $1:2$로 내분하는 점을 $P$, 모서리 $AD$를 $2:1$로 내분하는 점을 $Q$라 하자. 두 직선 $PQ, CD$가 이루는 예각의 크기를 $\theta$라 할 때, $\cos\theta$의 값을 구하시오.  15점
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📝 기출논술 자연2
2026학년도 중앙대학교
문제 1 다음 규칙에 따라 시행을 한다. 풀이와 함께 물음에 답하시오. 20점
• 남학생 2명과 여학생 2명이 두 번의 테스트로 구성된 프로그램에 참여한다.
• 각 테스트가 시작할 때, 남학생 1명과 여학생 1명을 임의로 짝지어 두 개의 팀을 구성하여 테스트에 각각 참여한다.
• 팀은 테스트마다 다시 구성한다.
• 어떤 두 학생이 처음으로 팀이 되었을 때, 그 팀이 테스트를 통과할 확률은 $\frac{1}{2}$이다.
• 어떤 두 학생이 두 번 연속으로 같은 팀이 되었을 때, 첫 번째 테스트를 통과했다면 두 번째 테스트를 통과할 확률은 $\frac{3}{4}$이다. 그러나 첫 번째 테스트를 통과하지 못했다면 두 번째 테스트를 통과할 확률은 $\frac{1}{4}$이다.
• 두 번의 테스트 동안 어떤 학생이 속한 팀이 한 번 이상 테스트를 통과하면 그 학생은 프로그램에 합격한 것으로 한다.
위 시행에서 4명의 학생 모두 프로그램에 합격할 확률을 구하시오.  20점
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📝 기출논술 자연2
2026학년도 중앙대학교
문제 2 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 미분가능한 함수 $x = g(t)$의 도함수 $g'(t)$가 $a = g(\alpha), b = g(\beta)$일 때 $\alpha, \beta$를 포함하는 구간에서 연속이면 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)\,dx = \int_\alpha^\beta f(g(t))g'(t)\,dt$$ • 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 미분가능할 때, 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $\mathrm{P}(a, f(a))$에서의 접선의 방정식은 다음과 같다.
$$y - f(a) = f'(a)(x - a)$$ • 두 함수 $f(x), g(x)$가 미분가능하고, $f'(x), g'(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)g'(x)\,dx = [f(x)g(x)]_a^b - \int_a^b f'(x)g(x)\,dx$$
2-1 모든 항이 자연수인 수열 $\{a_n\}$이 모든 자연수 $n$에 대하여
$$a_{n+1} = \begin{cases} 3(a_n + 2) & (a_n\text{을 } 3\text{으로 나눈 나머지가 } 1\text{인 경우}) \\ 3(a_n + 1) & (a_n\text{을 } 3\text{으로 나눈 나머지가 } 2\text{인 경우}) \\ \frac{1}{3}a_n & (a_n\text{이 } 3\text{의 배수인 경우}) \end{cases}$$ 를 만족시킨다. 집합 $A = \{a_n \mid n\text{은 자연수}\}$의 원소의 개수가 $5$가 되도록 하는 $a_1$을 모두 구하시오.  10점
2-2 실수 전체의 집합에서 미분가능한 함수 $f(x)$의 도함수 $f'(x)$가 모든 실수 $x$에 대하여
$$\int_0^x u f'(x - u)\,du = -x e^{-x} + x^2 + ax \quad (\text{단, } a\text{는 실수})$$ 를 만족시킨다. 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $(t, f(t))$에서의 접선의 $y$절편을 $g(t)$라 할 때, $\int_{\ln 2}^{\ln 4} g(t)\,dt = 4\ln 2 - \frac{1}{2}(\ln 2)^2$이다. 실수 $a$의 값과 $g(t)$의 극댓값과 극솟값을 구하시오.  15점
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📝 기출논술 자연2
2026학년도 중앙대학교
문제 3 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 미분가능한 함수 $x = g(t)$의 도함수 $g'(t)$가 $a = g(\alpha), b = g(\beta)$일 때 $\alpha, \beta$를 포함하는 구간에서 연속이면 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)\,dx = \int_\alpha^\beta f(g(t))g'(t)\,dt$$ • 미분가능한 함수 $f(x)$에서 $f'(a) = 0$이고 $x = a$의 좌우에서 $f'(x)$의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 $f(x)$는 $x = a$에서 극대이고 극댓값은 $f(a)$이다.
3-1 두 곡선 $y = \frac{3e^{2x} - 6}{e^{2x} + 3e^x + 2}$과 $y = e^x - \frac{3}{2}$으로 둘러싸인 도형의 넓이를 구하시오.  10점
3-2 $\overline{\mathrm{AB}} = \overline{\mathrm{AC}}$이고 $\angle\mathrm{BAC} \le \frac{\pi}{2}$인 삼각형 $\mathrm{ABC}$가 반지름의 길이가 $1$인 원에 내접한다. $\overline{\mathrm{BC}} = 2x$라 할 때 함수 $f(x)$를 $f(x) = \overline{\mathrm{BC}}^4 + \frac{15}{4}(\overline{\mathrm{AB}}^2 + \overline{\mathrm{AC}}^2)$으로 정의하자. $f(x)$의 최댓값을 구하시오.  15점
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📝 기출논술 자연2
2026학년도 중앙대학교
문제 4 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 30점
• 쌍곡선 $\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ 위의 점 $\mathrm{P}(x_1, y_1)$에서의 접선의 방정식은 $\frac{x_1 x}{a^2} - \frac{y_1 y}{b^2} = 1$이다.
• 오른쪽 그림과 같이 직선 $l$을 공유하는 두 반평면 $\alpha, \beta$로 이루어진 도형을 이면각이라고 한다. 직선 $l$ 위의 한 점 $\mathrm{O}$를 지나고 $l$에 수직인 두 반직선 $\mathrm{OA}, \mathrm{OB}$를 각각 반평면 $\alpha, \beta$ 위에 그을 때, $\angle\mathrm{AOB}$의 크기는 점 $\mathrm{O}$의 위치에 관계없이 일정하다. 이때 이 각의 크기를 이면각의 크기라고 한다.
이면각 다이어그램
4-1 오른쪽 그림과 같이 쌍곡선 $\frac{x^2}{6} - \frac{y^2}{6} = 1$ 위의 제1사분면에 있는 점 $\mathrm{P}_1$에서의 접선 $l_1$이 두 직선 $y = -x, y = x$와 만나는 점을 각각 $\mathrm{A, B}$라 하고, 쌍곡선 위의 제2사분면에 있는 점 $\mathrm{P}_2$에서의 접선 $l_2$가 두 직선 $y = -x, y = x$와 만나는 점을 각각 $\mathrm{C, D}$라 하고, 두 접선 $l_1$과 $l_2$의 교점을 $\mathrm{E}$라 하자. $\overline{\mathrm{OA}} : \overline{\mathrm{OD}} = 2 : 3$이고 삼각형 $\mathrm{ADE}$의 넓이가 $4$일 때, 사각형 $\mathrm{ABCD}$의 넓이를 구하시오. (단, $\mathrm{O}$는 원점이다.)  15점
쌍곡선 다이어그램
4-2 오른쪽 그림과 같이 모든 모서리의 길이가 $2$인 정육면체 $\mathrm{ABCD-EFGH}$에서 변 $\mathrm{AE}$의 중점을 $\mathrm{M}$이라 하자. 삼각형 $\mathrm{BMG}$의 넓이를 $S$, 사면체 $\mathrm{BDMG}$의 부피를 $V$, 두 평면 $\mathrm{DMB}$와 $\mathrm{DMG}$가 이루는 예각을 $\alpha$라 할 때, $SV\sin\alpha$를 구하시오.  15점
정육면체 다이어그램
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📝 기출논술 자연2
2025학년도 중앙대학교
문제 1 다음 규칙에 따라 상금을 받는 시행을 한다. 풀이와 함께 물음에 답하시오. 20점
• (가) 주머니 A에는 빨간색 공 1개가 들어 있고, 주머니 B에는 파란색 공 5개가 들어 있다. 두 주머니의 공을 주머니 C에 합친 후 임의로 1개를 꺼내서 그 공이 빨간색 공일 때 100만 원의 상금을 받는다. 만일 파란색 공을 꺼낸 경우 상금은 0원이다.
• (나) 주머니 C에 합치기 전에, 회당 2만 원의 비용을 지불하면 주머니 A 또는 B를 선택한 후 선택한 주머니에서 임의로 1개의 공을 택하여 제거한다.
• (다) (나)는 최대 2회 가능하며, $k\,(k=1\text{ 또는 }2)$번째에서 주머니를 선택하는 규칙은 다음과 같다.
    - 주머니 A를 선택할 확률은 $\frac{a}{k}$이고, 주머니 B를 선택할 확률은 $1-\frac{a}{k}$이다.
    - 주머니 A에 공이 없는 경우 주머니 B에서 공을 택한다.
• (라) 공을 제거할 때 지불하는 비용은 상금에서 차감된다. 따라서 상금의 값은 음수가 될 수 있다.
위 시행에서 공을 2회 제거할 때의 상금의 기댓값이 공을 1회 제거할 때의 상금의 기댓값보다 크거나 같도록 하는 $a$의 최댓값을 구하시오. (단, $0 < a < 1$이다.)  [20점]
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📝 기출논술 자연2
2025학년도 중앙대학교
문제 2 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 함수 $y = f(x)$의 $x = a$에서의 미분계수는 다음과 같다.
$$f'(a) = \lim_{x \to a}\frac{f(x) - f(a)}{x - a}$$ • 함수 $f(x)$가 어떤 구간에서 $f''(x) > 0$이면 곡선 $y = f(x)$는 이 구간에서 아래로 볼록하다.
• 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 미분가능할 때, 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $(a, f(a))$에서의 접선의 방정식은 다음과 같다.
$$y - f(a) = f'(a)(x - a)$$ • 두 수 $\alpha, \beta$를 근으로 하고 $x^2$의 계수가 1인 이차방정식은 다음과 같다.
$$x^2 - (\alpha + \beta)x + \alpha\beta = 0$$ • 미분가능한 함수 $g(t)$에 대하여 $x = g(t)$로 놓으면 $\int f(x)\,dx = \int f(g(t))g'(t)\,dt$이다.
2-1 최고차항의 계수가 1인 삼차함수 $f(x)$가 다음 조건을 만족시킬 때, $f'\left(\frac{1}{3}\right)$의 값을 구하시오.  [10점]
(가) $\lim_{x \to 1}\frac{e^{f(x)} - e}{x - 1} = 0$이다.
(나) $f''(-1) > 0$이다.
(다) 닫힌구간 $[-1, 0]$에서 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $(-1, f(-1))$에서의 접선과 곡선 $y = f(x)$ 및 $y$축으로 둘러싸인 도형의 넓이는 $\frac{53}{12}$이다.
2-2 좌표평면 위의 곡선 $y = x^2$과 직선 $y = \frac{1}{t+1}x + e^{\frac{t^2-2}{t+1}} \; (t > -1)$이 만나는 서로 다른 두 점을 $\mathrm{P, Q}$라 할 때, 선분 $\mathrm{PQ}$를 한 변으로 하는 정삼각형의 넓이를 $S(t)$라 하자. 정적분 $\int_0^1 S(t)\,dt$의 값을 구하시오.  [15점]
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2025학년도 중앙대학교
문제 3 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 두 함수 $f(x), g(x)$가 미분가능할 때, 다음이 성립한다.
$$\int f(x)g'(x)\,dx = f(x)g(x) - \int f'(x)g(x)\,dx$$ • 좌표평면에서 두 점 $\mathrm{A}(x_1, y_1), \mathrm{B}(x_2, y_2)$ 사이의 거리는 $\overline{\mathrm{AB}} = \sqrt{(x_1 - x_2)^2 + (y_1 - y_2)^2}$이다.
• 미분가능한 함수 $g(x)$의 도함수 $g'(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$를 포함하는 열린구간에서 연속이고, $g(a) = \alpha, g(b) = \beta$에 대하여 함수 $f(x)$가 $\alpha$와 $\beta$를 양끝으로 하는 닫힌구간에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(g(x))g'(x)\,dx = \int_\alpha^\beta f(t)\,dt$$
3-1 좌표평면 위의 세 직선 $y = 0, x = 1, x = e$와 곡선 $y = (\ln x)^n$으로 둘러싸인 영역의 넓이를 $a_n$이라 하자. 수열의 합 $\sum_{n=1}^{13}\{a_{n+1} + (n+1)a_n\}\frac{\ln(n+1) - \ln n}{\ln\left(\frac{n}{15}\right)\ln\left(\frac{n+1}{15}\right)}$을 구하시오.  [10점]
3-2 좌표평면 위의 점 $\mathrm{A}(1, t), \mathrm{B}(-1, t), \mathrm{P}(x, 0)$이 있다. 실수 $t \; (t > 0)$에 대하여 함수 $f(x)$는 $$f(x) = \ln\overline{\mathrm{PA}} + \ln\overline{\mathrm{PB}}$$ 이다. 함수 $f(x)$의 최솟값을 $g(t)$라 할 때, 정적분 $\int_{1/2}^2 2t\,g(t)\,dt$의 값을 구하시오.  [15점]
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2025학년도 중앙대학교
문제 4 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 30점
• 타원 $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$에 접하고 기울기가 $m$인 접선의 방정식은 $y = mx \pm \sqrt{a^2m^2 + b^2}$이다.
• 타원 $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ 위의 점 $(x_1, y_1)$에서의 접선의 방정식은 $\frac{x_1x}{a^2} + \frac{y_1y}{b^2} = 1$이다.
• 두 평면벡터 $\vec{a}, \vec{b}$가 이루는 각의 크기가 $\theta \; (0^\circ \le \theta \le 180^\circ)$일 때, $\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta$이다.
4-1 그림과 같이 두 초점이 $\mathrm{F}(c,0), \mathrm{F}'(-c,0) \; (c > 0)$인 타원 $\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{4} = 1$ 위의 점 $\mathrm{P}$에서의 접선이 $x$축, $y$축과 만나는 점을 각각 $\mathrm{Q, R}$이라 하자. 선분 $\mathrm{QR}$의 길이가 최소일 때, 삼각형 $\mathrm{PRF}'$의 넓이를 구하시오. (단, 점 $\mathrm{P}$는 제1사분면 위의 점이다.)  [15점]
4-2 $(m-5)^2 + (n-4)^2 < 9$를 만족시키는 두 정수 $m, n$에 의하여 정의된 좌표평면 위의 점 $\mathrm{P}(m,n)$과 원 $(x+1)^2 + (y-8)^2 = 1$ 위를 움직이는 점 $\mathrm{Q}$에 대하여 내적 $\vec{\mathrm{OP}} \cdot \vec{\mathrm{OQ}}$의 최댓값을 구하시오. (단, $\mathrm{O}$는 원점이다.)  [15점]
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2024학년도 중앙대학교
문제 1 다음 규칙에 따라 점 A가 이동한다. 풀이와 함께 물음에 답하시오. 20점
• 좌표평면의 원점 $\mathrm{O}$에 있는 점 $\mathrm{A}$는 다음과 같은 규칙에 따라 이동한다.
• 주머니에 숫자 2가 적힌 공 1개와 숫자 3이 적힌 공 1개가 들어 있다.
• 주머니에서 임의로 1개의 공을 꺼낸 후 그 공에 적힌 숫자를 $m$이라 하자. 점 $\mathrm{A}$는 $\frac{1}{m}$의 확률로 원점 $\mathrm{O}$와 점 $\mathrm{P}(12,0)$을 이은 선분 $\mathrm{OP}$를 $m:1$로 내분하는 점으로 이동하거나, $1-\frac{1}{m}$의 확률로 선분 $\mathrm{OP}$를 $1:m$으로 외분하는 점으로 이동한다. 이때 이동한 점을 $\mathrm{A}_1(x_1, 0)$이라 하고, 꺼낸 공은 다시 집어넣지 않는다.
• 주머니에 남아 있는 공에 적힌 숫자를 $n$이라 하자. 점 $\mathrm{A}_1$은 $\frac{2}{n}$의 확률로 점 $\mathrm{A}_1$과 점 $\mathrm{Q}(x_1, 8)$을 이은 선분 $\mathrm{A}_1\mathrm{Q}$를 $1:n$으로 내분하는 점으로 이동하거나, $1-\frac{2}{n}$의 확률로 선분 $\mathrm{A}_1\mathrm{Q}$를 $n:1$로 외분하는 점으로 이동한다. 이때 이동한 점을 $\mathrm{A}_2(x_1, y_1)$이라 한다.
두 점 $\mathrm{A}_2(x_1, y_1), \mathrm{P}(12,0)$ 사이의 거리가 $|x_1|$보다 작을 확률을 구하시오.  [20점]
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📝 기출논술 자연2
2024학년도 중앙대학교
문제 2 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 함수 $f(t)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속일 때 $\frac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt = f(x) \; (a < x < b)$가 성립한다.
• 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 미분가능하고 $x = a$에서 극값을 가지면 $f'(a) = 0$이다.
• 함수 $f(x)$가 어떤 열린구간에서 미분가능할 때, 그 구간에 속하는 모든 $x$에 대하여 $f'(x) > 0$이면 $f(x)$는 그 구간에서 증가하고, $f'(x) < 0$이면 $f(x)$는 그 구간에서 감소한다.
• 좌표평면 위를 움직이는 점 $\mathrm{P}(x, y)$의 시각 $t$에서의 위치가 $x = f(t), y = g(t)$로 나타내어질 때, $t = a$에서 $t = b$까지 점 $\mathrm{P}$가 움직인 거리는 $s = \int_a^b \sqrt{\{f'(t)\}^2 + \{g'(t)\}^2}\,dt$이다.
2-1 닫힌구간 $[-1, 5]$에서 함수 $$f(x) = \int_{-1}^x (t^2 + 5)\left\{1 - 2\sin\left(\frac{\pi t}{t^2+5}\right)\right\}\,dt$$ 의 최댓값을 구하시오.  [10점]
2-2 좌표평면 위를 움직이는 점 $\mathrm{P}$의 시각 $t$에서의 좌표 $(x, y)$가 $$x = \frac{1}{\sqrt{3}}\cos t, \quad y = \sqrt{3}\ln\left(1 + \frac{\sin^2 t}{8}\right)$$ 일 때, 시각 $t = 0$에서 $t = \pi$까지 점 $\mathrm{P}$가 움직인 거리를 구하시오.  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2024학년도 중앙대학교
문제 3 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 좌표평면에서 두 점 $\mathrm{A}(x_1, y_1), \mathrm{B}(x_2, y_2)$ 사이의 거리는 $\overline{\mathrm{AB}} = \sqrt{(x_1 - x_2)^2 + (y_1 - y_2)^2}$이다.
• 함수 $f(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속이면 함수 $f(x)$는 이 구간에서 최댓값과 최솟값을 갖는다.
• 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 미분가능하고 $x = a$에서 극값을 가지면 $f'(a) = 0$이다.
3-1 수열 $\{a_n\}$의 일반항이 $a_n = \int_0^{\ln(n+1)}(2e^{2x} - e^x)\,dx$일 때, 다음 식의 값을 구하시오.  [10점] $$\sum_{k=1}^{99}\left(\frac{1}{k} + \frac{1}{k+1} + 1\right)\frac{1}{a_k}$$
3-2 좌표평면 위의 세 점 $\mathrm{A}(5, 0), \mathrm{B}(0, 5), \mathrm{P}(7\cos\theta, 7\sin\theta)$에 대하여 $\overline{\mathrm{AP}} + \overline{\mathrm{BP}}$의 최솟값을 $m$이라 할 때, $m^2$의 값을 구하시오. (단, $0 \le \theta \le \frac{\pi}{2}$이다.)  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2024학년도 중앙대학교
문제 4 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 30점
• 타원 $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$에 접하고 기울기가 $m$인 접선의 방정식은 $y = mx \pm \sqrt{a^2m^2 + b^2}$이다.
• 이차방정식 $ax^2 + bx + c = 0$의 두 근을 $\alpha, \beta$라 하면 $\alpha + \beta = -\frac{b}{a}, \; \alpha\beta = \frac{c}{a}$이다.
• 평면 $\beta$ 위에 있는 도형의 넓이를 $S$, 이 도형의 평면 $\alpha$ 위로의 정사영의 넓이를 $S'$이라 할 때, 두 평면 $\alpha, \beta$가 이루는 각의 크기를 $\theta \; (0^\circ \le \theta \le 90^\circ)$라 하면 $S' = S\cos\theta$이다.
4-1 직선 $y = \sqrt{3}$ 위의 점 $\mathrm{P}(k, \sqrt{3})$에서 타원 $x^2 + \frac{y^2}{2} = 1$에 그은 두 접선이 이루는 예각이 $45^\circ$일 때, $k^2$의 값을 구하시오.  [15점]
4-2 넓이가 $6\sqrt{3}$이고 $\overline{\mathrm{AC}} = 4\sqrt{3}$인 삼각형 $\mathrm{ABC}$가 평면 $\alpha$와 만나지 않게 놓여 있다. 평면 $\alpha$에 수직으로 입사하는 빛에 의한 삼각형 $\mathrm{ABC}$의 그림자가 평면 $\alpha$ 위에서 그림과 같이 정삼각형 $\mathrm{A'B'C'}$을 이룬다. $\overline{\mathrm{AA'}} + \overline{\mathrm{CC'}} = 2\overline{\mathrm{BB'}} = 10$일 때, 삼각형 $\mathrm{ABC}$의 내접원의 그림자의 넓이를 구하시오.  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2023학년도 중앙대학교
문제 1 다음 상황에 기초하여 문제에 답하시오. 20점
• 그림과 같은 도로망이 있다. $(i, j)$좌표에서 $(i+1, j)$ 또는 $(i, j+1)$좌표로의 이동비용은 1000원이고 소요 시간은 1시간이다.
• $(i, j)$좌표에서 $(i+1, j+1)$좌표로의 이동비용은 2400원이며 소요 시간은 30분이다.
• 원점 $\mathrm{O}$ 지점에서 출발하여 $\mathrm{A}(4, 4)$ 지점까지 도로를 따라갈 때, 9000원 이하의 비용으로 7시간 이내에 도착하기 위한 모든 경로의 수를 구하시오.
• (단, 왼쪽($\leftarrow$) 또는 아래($\downarrow$) 방향과 왼쪽 아래로의 대각선($\swarrow$) 방향으로 이동할 수 없다.)
위 조건에 따라 원점 $\mathrm{O}$에서 $\mathrm{A}(4, 4)$까지 이동하는 모든 경로의 수를 구하시오.  [20점]
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📝 기출논술 자연2
2023학년도 중앙대학교
문제 2 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 함수 $f(x)$가 임의의 세 실수 $a, b, c$를 포함하는 열린구간에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^c f(x)\,dx + \int_c^b f(x)\,dx = \int_a^b f(x)\,dx$$ • 모든 실수 $x$에 대하여 $\sin^2 x + \cos^2 x = 1$이 성립한다.
• 미분가능한 두 함수 $f(x), g(x)$에 대하여 $f'(x), g'(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)g'(x)\,dx = [f(x)g(x)]_a^b - \int_a^b f'(x)g(x)\,dx$$ • 미분가능한 두 함수 $y = f(u), u = g(x)$에 대하여 합성함수 $y = f(g(x))$의 도함수는 $\{f(g(x))\}' = f'(g(x))g'(x)$이다.
• 미분가능한 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 극값을 가지면 $f'(a) = 0$이다.
2-1 다음 정적분의 값을 구하시오.  [10점] $$\int_{-\frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{4}}\frac{|x|}{1 - \sin x}\,dx$$
2-2 좌표평면 위의 곡선 $y = 4\sqrt{\left(1 + \frac{x^2}{36}\right)^3}$에서 점 $\mathrm{P}(0, 109)$와 가장 가까운 두 점을 $\mathrm{A}(x_1, y_1), \mathrm{B}(x_2, y_2)$라 하자. 이때 $x = x_1$에서 $x = x_2$까지의 곡선 $y = 4\sqrt{\left(1 + \frac{x^2}{36}\right)^3}$의 길이를 구하시오. (단, $x_1 < x_2$이다.)  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2023학년도 중앙대학교
문제 3 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 미분가능한 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 극값을 가지면 $f'(a) = 0$이다.
• 모든 실수 $x$에 대하여 $\sin^2 x + \cos^2 x = 1$이 성립한다.
• 미분가능한 두 함수 $y = f(u), u = g(x)$에 대하여 합성함수 $y = f(g(x))$의 도함수는 $\{f(g(x))\}' = f'(g(x))g'(x)$이다.
• $x$의 함수 $y$가 음함수의 꼴 $f(x, y) = 0$으로 주어질 때, $f(x, y) = 0$의 양변을 $x$에 대하여 미분하여 $\frac{dy}{dx}$를 구한다.
3-1 조건 $a \ge 0, \; 0 < 2b < \left(a + \frac{3}{2}\right)^2$을 만족하는 실수 $a, b$가 있다. 주어진 $a$에 대하여 곡선 $y = \left(a + \frac{3}{2}\right)^2 - (a+1)^2 x^2$과 원 $x^2 + (y-b)^2 = b^2$이 서로 다른 두 점에서 만나게 하는 $b$의 값을 $f(a)$라 할 때, $f(a)$의 최댓값을 구하시오.  [10점]
3-2 좌표평면 위를 움직이는 점 $\mathrm{A}(\cos t, \sin t)$와 곡선 $y = \sqrt{x}$ 위의 점 $\mathrm{B}(x, y)$가 거리 1을 유지하며 연속적으로 움직인다. $t = 0$일 때, 점 $\mathrm{B}(x, y)$는 제1사분면의 한 점에서 출발한다. $t = \frac{\pi}{2}$일 때, $\frac{dx}{dt}$의 값을 구하시오. 또한 점 $\mathrm{B}(x, y)$의 $x$좌표의 최댓값을 구하시오. (단, $0 \le t \le \pi$이다.)  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2022학년도 중앙대학교
문제 1 다음 상황에 기초하여 문제에 답하시오. 20점
• 그림과 같이 좌표평면 위에 좌표가 $(1,1), (1,2), \dots, (m,n)$인 $m \times n$개의 점이 있다. 이 중 4개의 점을 택하여 만들 수 있는 직사각형 중 넓이가 1인 것을 제외한 개수를 $A(m,n)$이라고 정의한다. (단, $m, n$은 1보다 큰 자연수이다.)
$A(3, 100) - A(2, 100)$의 값을 구하시오.  [20점]
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📝 기출논술 자연2
2022학년도 중앙대학교
문제 2 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 함수 $f(x)$가 $x = a$에서 미분가능하고 $x = a$에서 극값을 가지면 $f'(a) = 0$이다.
• 다항식 $P(x)$에 대하여 $P(\alpha) = 0$일 때, $P(x)$를 $x - \alpha$로 나눈 몫을 $Q(x)$라 하면 $P(x) = (x - \alpha)Q(x)$이다.
• 각 $\alpha$와 $\beta$에 대하여 $\sin(\alpha - \beta) = \sin\alpha\cos\beta - \cos\alpha\sin\beta, \; \cos(\alpha - \beta) = \cos\alpha\cos\beta + \sin\alpha\sin\beta$이다.
• 함수 $f(t)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속일 때 $\frac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt = f(x) \; (a < x < b)$가 성립한다.
2-1 $x$에 대한 방정식 $2x^3 + 3kx^2 - (2k^2 + k - 2) = 0$이 단 하나의 실근을 가지게 하는 실수 $k$의 범위를 구하시오. (단, $k \ge 0$이다.)  [10점]
2-2 연속함수 $f(x)$가 모든 실수 $x$에 대하여 $$\int_0^x f(t)\sin(x - t)\,dt = \ln(1 + x^2)$$ 을 만족한다. 이때 정적분 $\int_0^2 x f(x)\,dx$의 값을 구하시오.  [15점]
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📝 기출논술 자연2
2022학년도 중앙대학교
문제 3 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 25점
• 닫힌구간 $[a, b]$에서 두 함수 $f(x), g(x)$의 도함수가 연속일 때 다음 식이 성립한다.
$$\int_a^b f(x)g'(x)\,dx = [f(x)g(x)]_a^b - \int_a^b f'(x)g(x)\,dx$$ • 점 $(a, b)$와 점 $(b, a)$는 직선 $y = x$에 대하여 대칭이다.
• 두 평면벡터 $\vec{a}, \vec{b}$가 이루는 각의 크기가 $\theta$일 때, $\vec{a}$와 $\vec{b}$의 내적은 $\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta$이다.
3-1 실수 $\theta$에 대하여 영역 $A = \{(x, y) \mid (x-1)^2 + y^2 \le 1, \; y \ge (\tan\theta)x\}$의 넓이를 $g(\theta)$라 하자. 정적분 $\int_0^{\pi/4}\frac{g(\theta)}{\cos^2\theta}\,d\theta$의 값을 구하시오. (단, $0 \le \theta \le \frac{\pi}{4}$이다.)  [10점]
3-2 $x \ge 1$에서 정의된 함수 $f(x) = \frac{1}{14 + 8\sqrt{3}}\ln x(\ln x - 1)^2$에 대하여 원점이 $\mathrm{O}$인 좌표평면 위의 점 $\mathrm{A}(t, f(t))$가 있다. 점 $\mathrm{A}$를 직선 $y = x$에 대하여 대칭시킨 점을 $\mathrm{B}$라 할 때, 두 벡터 $\frac{\vec{\mathrm{OA}}}{|\vec{\mathrm{OA}}|}$와 $\frac{\vec{\mathrm{OB}}}{|\vec{\mathrm{OB}}|}$의 내적의 최댓값을 구하시오. (단, $x \ge 1$에서 $f(x) \le \sqrt{x}$이다.)  [15점]
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