📘 2027학년도 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 실전모의고사 2회 문제집 (제2권) | 테마: 약물 반감기 상용로그 모델 · 삼각함수 대칭성과 실근 합 · 유리·합성함수 연속성 · 포물선 직교 접선과 넓이 비 · 주기함수 미분가능성과 정적분
🎯 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 맞춤형 출제 트랙: Track A (제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그
[출처: 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.7 탐구 1 변형 | 성취기준: 12대수01-03, 12대수01-04]
[제시문 (가)] 체내에 투여된 약물의 혈중 농도가 매 시간 일정한 비율로 감소하여 반감기가 \(T\)시간일 때, 초기 농도 \(C_0\)에 대하여 \(t\)시간 후의 혈중 농도는 \(C(t) = C_0 \left(\dfrac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T}}\)이다.
반감기가 \(T = 4\)시간인 어떤 항생제를 환자에게 정맥 주사한 직후의 초기 혈중 농도가 \(C_0 = 160\,(\mu\text{g/mL})\)일 때, 다음 물음에 답하시오. (단, \(\log_{10} 2 = 0.3010,\; \log_{10} 3 = 0.4771\)로 계산한다.)
[문항 1-1] (6점) 주사 후 \(t\)시간이 지났을 때의 혈중 농도 \(C(t)\)가 초기 농도의 \(\dfrac{1}{16}\) 이하가 되려면 최소 몇 시간이 지나야 하는지 구하시오.
[문항 1-2] (7점) 혈중 농도가 \(C(t) \le 15\,(\mu\text{g/mL})\)가 되는 최소 시간 \(t\)를 상용로그표를 이용하여 소수점 아래 첫째 자리까지 구하시오.
[문항 1-3] (7점) 양수 \(x\)에 대하여 \(\log_{10} x\)의 정수부분이 \(2\)이고, \(\log_{10} x\)의 소수부분과 \(\log_{10} x^2\)의 소수부분이 같을 때, 양수 \(x\)의 값을 구하시오.
[가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 답안 작성란 — 제2회 문항 1 (20점)]
• 소문항 [문항 1-1](6점), [문항 1-2](7점), [문항 1-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 맞춤형 출제 트랙: Track A (제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 대수 Ⅱ. 삼각함수
[출처: 대수 Ⅱ. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.2 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12대수02-01, 12대수02-02]
[제시문 (가)] 함수 \(y = a\sin(bx + c) + d\) (\(a > 0, b > 0\))의 주기는 \(T = \dfrac{2\pi}{b}\)이고 최댓값은 \(a + d\), 최솟값은 \(-a + d\)이다. 또한 그래프는 극점의 \(x\)좌표에 대하여 선대칭이다.
닫힌구간 \([0, 2\pi]\)에서 정의된 함수 \(f(x) = 2\sin(2x) + 1\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 2-1] (6점) 함수 \(f(x)\)의 주기, 최댓값, 최솟값을 각각 구하고, 방정식 \(f(x) = 2\)의 닫힌구간 \([0, 2\pi]\)에서의 모든 실근과 그 합을 구하시오.
[문항 2-2] (7점) 닫힌구간 \([0, 2\pi]\)에서 곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = k\) (\(1 < k < 3\))가 만나는 네 교점의 \(x\)좌표를 작은 것부터 차례로 \(\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3, \alpha_4\)라 할 때, 그래프의 대칭성을 이용하여 \(\alpha_1 + \alpha_2 + \alpha_3 + \alpha_4\)의 값을 구하시오.
[문항 2-3] (7점) 자연수 \(n\)에 대하여 닫힌구간 \([0, 2\pi]\)에서 곡선 \(y = \sin(2x)\)와 직선 \(y = \dfrac{x}{n\pi}\)의 교점의 개수를 \(N(n)\)이라 할 때, \(N(1)\)과 \(N(2)\)의 값을 각각 구하시오.
[가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 답안 작성란 — 제2회 문항 2 (20점)]
• 소문항 [문항 2-1](6점), [문항 2-2](7점), [문항 2-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 맞춤형 출제 트랙: Track A (제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.2 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-01-03, 12미적Ⅰ-01-04]
[제시문 (가)] 두 연속함수 \(f(x), g(x)\)에 대하여 유리함수 \(h(x) = \dfrac{f(x)}{g(x)}\)가 실수 전체의 집합에서 연속이기 위한 필요충분조건은 모든 실수 \(x\)에 대하여 분모 \(g(x) \ne 0\)인 것이다.
이차함수 \(g(x) = x^2 - 2kx + k + 6\)과 구간별로 정의된 함수 \(f(x) = \begin{cases} x + 2 & (x \le 1) \\ -x + 3 & (x > 1) \end{cases}\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 3-1] (6점) 제시문 (가)를 이용하여 유리함수 \(h(x) = \dfrac{x + 1}{g(x)}\)가 실수 전체의 집합에서 연속이 되도록 하는 정수 \(k\)의 개수를 구하시오.
[문항 3-2] (7점) 함수 \(f(x)\)가 \(x = 1\)에서 불연속임을 좌극한과 우극한을 비교하여 보이고, 곱함수 \(p(x) = f(x)\cdot (x - a)\)가 실수 전체의 집합에서 연속이 되도록 하는 상수 \(a\)의 값을 구하시오.
[문항 3-3] (7점) 합성함수 \((g \circ f)(x)\)가 \(x = 1\)에서 연속이 되도록 하는 상수 \(k\)의 값을 구하시오.
[가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 답안 작성란 — 제2회 문항 3 (20점)]
• 소문항 [문항 3-1](6점), [문항 3-2](7점), [문항 3-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 맞춤형 출제 트랙: Track A (제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.50 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-04, 12미적Ⅰ-02-05]
[제시문 (가)] 이차곡선 \(y = x^2\) 위의 점 \((t, t^2)\)에서의 접선의 방정식은 \(y = 2tx - t^2\)이다. 곡선 밖의 점 \((a, b)\)에서 그은 두 접선의 접점의 \(x\)좌표 \(t_1, t_2\)는 이차방정식 \(t^2 - 2at + b = 0\)의 두 실근이다.
좌표평면에서 포물선 \(y = x^2\) 밖의 점 \(\mathrm{P}(a, b)\)에서 포물선에 그은 두 접선이 서로 수직일 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 4-1] (6점) 제시문 (가)와 근과 계수의 관계를 이용하여 두 접선이 서로 수직이기 위한 점 \(\mathrm{P}(a, b)\)의 자취의 방정식(\(b\)의 값)을 구하시오.
[문항 4-2] (7점) 점 \(\mathrm{P}\left(1, -\dfrac{1}{4}\right)\)에서 포물선 \(y = x^2\)에 그은 두 접선의 접점을 각각 \(\mathrm{A}, \mathrm{B}\)라 할 때, 직선 \(\mathrm{AB}\)의 방정식과 선분 \(\mathrm{AB}\)의 길이를 구하시오.
[문항 4-3] (7점) [문항 4-2]의 두 접점 \(\mathrm{A}, \mathrm{B}\)와 포물선 \(y = x^2\)으로 둘러싸인 영역의 넓이 \(S\)와 삼각형 \(\mathrm{PAB}\)의 넓이 \(T\)의 비 \(\dfrac{S}{T}\)를 구하시오.
[가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 답안 작성란 — 제2회 문항 4 (20점)]
• 소문항 [문항 4-1](6점), [문항 4-2](7점), [문항 4-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 가톨릭대학교(성심 자연·간호) 맞춤형 출제 트랙: Track A (제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 탐구 1 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-02, 12미적Ⅰ-03-03]
[제시문 (가)] 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x + p) = f(x)\) (\(p > 0\))를 만족시키는 연속함수 \(f(x)\)는 길이가 \(p\)인 모든 구간에서 정적분의 값이 일정하다. 즉, 임의의 실수 \(a\)와 자연수 \(n\)에 대하여 \(\int_{a}^{a + np} f(x)\,dx = n\int_{0}^{p} f(x)\,dx\)이다.
실수 전체의 집합에서 연속이고 미분가능한 주기함수 \(f(x)\)가 다음 두 조건을 만족시킨다.
(가) 닫힌구간 \([0, 2]\)에서 \(f(x) = x^3 + ax^2 + bx\)이다.
(나) 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x + 2) = f(x)\)이다.
다음 물음에 답하시오.
[문항 5-1] (6점) 함수 \(f(x)\)가 실수 전체의 집합에서 연속이고 미분가능함을 이용하여 \(f(0) = f(2),\; f'(0) = f'(2)\)로부터 상수 \(a, b\)의 값을 각각 구하시오.
[문항 5-2] (7점) 한 주기 구간에서의 정적분 \(\int_{0}^{2} |f(x)|\,dx\)의 값을 구하시오.
[문항 5-3] (7점) 제시문 (가)를 이용하여 정적분 \(\int_{-4}^{10} \bigl(f(x) + 3\bigr)\,dx\)의 값을 구하시오.
[가톨릭대학교(성심 자연·간호) 수리논술 답안 작성란 — 제2회 문항 5 (20점)]
• 소문항 [문항 5-1](6점), [문항 5-2](7점), [문항 5-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.