2027학년도 대비 이화여자대학교 수리논술 모의고사 8회 문제집  |  8회 : 톱니 주기함수와 직선 넓이 수열 · 절댓값 이차함수 넓이 이등분 · 다항함수 적분방정식과 극값 · 포물선 초점현과 준선 수직 접선 · 공간평면 정사영과 사면체
2027학년도 대비 이화여자대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 8회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술100% · 수능최저 3합6)

[대문항 1] 삼각파 주기함수와 원점 직선으로 둘러싸인 넓이 수열의 합 (20점)

대수 Ⅲ-1. 등차수열 · 미적분Ⅰ 넓이 (2023 이화여대 자연 1번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 미래엔 대수 Ⅲ-2. 수열의 합 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.4 탐구 7081 변형 | 성취기준: 12대수03-04, 12대수03-05]
<제시문 (가)> 음이 아닌 정수 \(n\)에 대하여 구간 \([2n, 2n + 2]\)에서 \(f(x) = 1 - |x - 2n - 1|\)로 정의된 함수의 그래프는 밑변이 \([2n, 2n + 2]\)이고 꼭짓점이 \((2n + 1, 1)\)인 이등변삼각형 모양의 산을 이룬다.
<제시문 (나)> 두 삼각형이 닮음비가 \(1 : r\)로 닮음이면 넓이의 비는 \(1 : r^2\)이다.
구간 \([0, \infty)\)에서 정의된 함수 \(f(x)\)가 모든 음이 아닌 정수 \(n\)과 \(2n \le x \le 2n + 2\)에서 \(f(x) = 1 - |x - 2n - 1|\)일 때, 양수 \(a = \dfrac{1}{20}\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 1-1] (6점) 한 산 구간 \([2n, 2n + 2]\)에서 곡선 \(y = f(x)\)와 \(x\)축으로 둘러싸인 삼각형의 넓이 \(T\)를 구하고, 직선 \(y = \dfrac{1}{20}x\)가 \(y = f(x)\)의 그래프와 만나는 \(x \gt 0\)인 교점의 총개수를 구하시오.
[문항 1-2] (7점) 구간 \([0, 2]\)에서 함수 \(y = f(x)\)의 그래프 중 직선 \(y = \dfrac{1}{20}x\)보다 위쪽에 있는 부분과 직선 \(y = \dfrac{1}{20}x\)로 둘러싸인 삼각형의 넓이 \(S_0\)을 기약분수로 구하시오.
[문항 1-3] (7점) 일반적으로 \(n = 0, 1, \dots, 9\)에 대하여 구간 \([2n, 2n + 2]\)에서 \(y = f(x)\)의 두 변 \(y = x - 2n,\; y = 2n + 2 - x\)와 직선 \(y = \dfrac{1}{20}x\)의 교점의 \(x\)좌표를 각각 \(\alpha_n,\; \beta_n\)이라 할 때, \(\beta_n - \alpha_n\)이 \(10 - n\)에 비례함을 이용하여 \(S_n\)을 구하고 \(\sum_{n=0}^{9} S_n\)의 값을 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 1 ([1-1] 6점 / [1-2] 7점 / [1-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [1-1] → [1-2] → [1-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 이화여자대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 8회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술100% · 수능최저 3합6)

[대문항 2] 절댓값 이차곡선과 원점 직선으로 둘러싸인 두 영역의 넓이 비 (20점)

미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (2023 이화여대 자연 2번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.28 탐구 7082 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-03, 12미적Ⅰ-03-05]
<제시문 (가)> 이차함수 \(y = ax^2 + bx + c\;(a \ne 0)\)의 그래프와 직선이 두 점 \(x = \alpha,\; \beta\;(\alpha \lt \beta)\)에서 만날 때 둘러싸인 도형의 넓이는 \(\dfrac{|a|}{6}(\beta - \alpha)^3\)이다.
<제시문 (나)> 절댓값 기호를 포함한 곡선 \(y = |x(x - 4)|\)와 직선 \(y = mx\)로 둘러싸인 영역의 넓이는 \(x = 4\)를 경계로 구간을 나누어 정적분한다.
\(x \ge 0\)에서 정의된 곡선 \(y = |x(x - 4)|\)와 원점을 지나는 직선 \(y = mx\;(0 \lt m \lt 4)\)가 원점 \(\mathrm{O}\)가 아닌 두 점 \(\mathrm{A},\; \mathrm{B}\;(x_{\mathrm{A}} \lt x_{\mathrm{B}})\)에서 만날 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 2-1] (6점) 두 교점 \(\mathrm{A},\; \mathrm{B}\)의 \(x\)좌표 \(\alpha,\; \beta\)를 \(m\)에 대한 식으로 각각 구하시오.
[문항 2-2] (7점) 구간 \([0, \alpha]\)에서 곡선 \(y = |x(x - 4)|\)와 직선 \(y = mx\)로 둘러싸인 영역 \(R_1\)의 넓이 \(S_1(m)\)을 \(m\)에 대한 식으로 구하고, \(m = 2\)일 때 \(S_1(2)\)의 값을 구하시오.
[문항 2-3] (7점) \(m = 2\)일 때 구간 \([\alpha, \beta]\)에서 직선 \(y = 2x\)와 곡선 \(y = |x(x - 4)|\)로 둘러싸인 영역 \(R_2\)의 넓이 \(S_2(2)\)를 구하고, 넓이의 비 \(\dfrac{S_2(2)}{S_1(2)}\)의 값을 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 2 ([2-1] 6점 / [2-2] 7점 / [2-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [2-1] → [2-2] → [2-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 이화여자대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 8회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술100% · 수능최저 3합6)

[대문항 3] 정적분 상수를 포함한 삼차함수의 계수 결정과 극값 (20점)

미적분Ⅰ Ⅲ-1. 정적분으로 정의된 함수 (2025 이화여대 자연Ⅰ 3번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.22 탐구 7083 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-07, 12미적Ⅰ-03-03, 12미적Ⅰ-03-04]
<제시문 (가)> 정적분 \(\int_{0}^{2} f(t)\,dt\)의 값은 상수이므로 \(k = \int_{0}^{2} f(t)\,dt\)로 치환하면 \(f(x)\)를 \(k\)를 포함한 다항식으로 나타낸 뒤 다시 정적분하여 \(k\)의 값을 결정할 수 있다.
<제시문 (나)> 미분가능한 함수 \(f(x)\)에서 \(f'(\alpha) = 0\)이고 \(x = \alpha\)의 좌우에서 \(f'(x)\)의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 극대, 음에서 양으로 바뀌면 극소이다.
최고차항의 계수가 \(1\)이고 \(f(0) = 0\)인 삼차함수 \(f(x)\)가 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f'(x) = 3x^2 - 2x\int_{0}^{2} f(t)\,dt + 9\)를 만족시킬 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 3-1] (6점) 상수 \(k = \int_{0}^{2} f(t)\,dt\)라 할 때, 함수 \(f(x)\)를 \(x\)와 \(k\)에 대한 식으로 나타내고 \(k\)의 값을 구하시오.
[문항 3-2] (7점) 함수 \(f(x)\)가 극값을 갖는 모든 \(x\)의 값을 구하고, 극댓값과 극솟값을 각각 구하시오.
[문항 3-3] (7점) 방정식 \(f(x) = m\)이 서로 다른 세 실근을 갖도록 하는 정수 \(m\)의 개수를 구하고, 그때의 모든 정수 \(m\)의 합을 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 3 ([3-1] 6점 / [3-2] 7점 / [3-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [3-1] → [3-2] → [3-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 이화여자대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 8회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술100% · 수능최저 3합6)

[대문항 4] 포물선의 초점 현과 준선 위에서 직교하는 두 접선의 성질 (20점)

기하 Ⅰ-2. 이차곡선과 접선 | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 비상교육 기하 Ⅰ. 이차곡선 (DB: GEOM_Ch01_비상) PDF p.26 탐구 7084 변형 | 성취기준: 12기하01-01, 12기하01-04]
<제시문 (가)> 포물선 \(y^2 = 4px\;(p \gt 0)\)의 초점은 \(\mathrm{F}(p, 0)\), 준선은 \(x = -p\)이며, 포물선 위의 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)에서 초점까지의 거리는 \(\overline{\mathrm{PF}} = x_1 + p\)이다.
<제시문 (나)> 포물선 \(y^2 = 4px\)에 접하고 기울기가 \(m\;(m \ne 0)\)인 접선의 방정식은 \(y = mx + \dfrac{p}{m}\)이다.
포물선 \(y^2 = 8x\)의 초점을 \(\mathrm{F}\), 준선이 \(x\)축과 만나는 점을 \(\mathrm{D}(-2, 0)\)이라 할 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 4-1] (6점) 포물선 \(y^2 = 8x\) 위의 제\(1\)사분면의 점 \(\mathrm{P}(x_1, y_1)\)에서 \(\overline{\mathrm{PF}} = 10\)일 때, 점 \(\mathrm{P}\)의 좌표와 점 \(\mathrm{P}\)에서의 접선 \(l_1\)의 방정식을 구하시오.
[문항 4-2] (7점) 점 \(\mathrm{D}(-2, 0)\)에서 포물선 \(y^2 = 8x\)에 그은 두 접선의 기울기 \(m_1,\; m_2\)를 제시문 (나)를 이용하여 구하고, 두 접선이 서로 수직임을 보이시오.
[문항 4-3] (7점) [문항 4-2]의 두 접선이 포물선과 접하는 두 접점을 \(\mathrm{A},\; \mathrm{B}\)라 할 때, 삼각형 \(\mathrm{DAB}\)의 넓이를 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 4 ([4-1] 6점 / [4-2] 7점 / [4-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [4-1] → [4-2] → [4-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 이화여자대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 8회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술100% · 수능최저 3합6)

[대문항 5] 벡터를 이용한 공간 평면의 방정식과 정사영 및 사면체 부피 (20점)

기하 Ⅲ-3. 공간도형과 공간좌표 (2022 개정 12기하03-05) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 비상교육 기하 Ⅲ. 공간도형과 공간좌표 (DB: GEOM_Ch03_비상) PDF p.36 탐구 7085 변형 | 성취기준: 12기하03-03, 12기하03-05]
<제시문 (가)> 좌표공간에서 법선벡터가 \(\vec{n} = (a, b, c)\)이고 점 \((x_0, y_0, z_0)\)을 지나는 평면의 방정식은 \(a(x - x_0) + b(y - y_0) + c(z - z_0) = 0\)이다.
<제시문 (나)> 두 평면 \(\alpha,\; \beta\)의 법선벡터가 \(\vec{n}_1,\; \vec{n}_2\)일 때 두 평면이 이루는 예각 \(\theta\)에 대하여 \(\cos\theta = \dfrac{|\vec{n}_1 \cdot \vec{n}_2|}{|\vec{n}_1||\vec{n}_2|}\)이고, 정사영의 넓이는 \(S' = S\cos\theta\)이다.
좌표공간의 세 좌표축 위의 점 \(\mathrm{A}(3, 0, 0),\; \mathrm{B}(0, 6, 0),\; \mathrm{C}(0, 0, 3)\)을 지나는 평면을 \(\alpha\)라 할 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 5-1] (6점) 제시문 (가)를 이용하여 평면 \(\alpha\)의 방정식을 \(2x + y + 2z = 6\)으로 유도하고, 원점 \(\mathrm{O}\)에서 평면 \(\alpha\)에 내린 수선의 발 \(\mathrm{H}\)의 좌표와 선분 \(\overline{\mathrm{OH}}\)의 길이 \(d\)를 구하시오.
[문항 5-2] (7점) 평면 \(\alpha\)와 \(xy\)평면이 이루는 예각을 \(\theta\)라 할 때, 제시문 (나)를 이용하여 \(\cos\theta\)의 값과 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이 \(S\)를 각각 구하시오.
[문항 5-3] (7점) 사면체 \(\mathrm{OABC}\)의 부피 \(V\)를 \(V = \dfrac{1}{3} S \cdot d\)로 계산하여 직각사면체 부피 공식 \(\dfrac{1}{6}\overline{\mathrm{OA}}\cdot\overline{\mathrm{OB}}\cdot\overline{\mathrm{OC}}\)의 값과 일치함을 확인하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 5 ([5-1] 6점 / [5-2] 7점 / [5-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [5-1] → [5-2] → [5-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.