2027학년도 가천대학교 자연C형 모의고사 1~10회 수학풀이집
Track B Solutions (45 Items)
[출처: 대수 교과서 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.25 유제 15 · 예제 4 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q7-SOL (1/45)
[R1 · Q7] (10점)
방정식 ${}3\sin^2\left(\dfrac{\pi}{2}+x\right)+6\sin x+a=2$가 실근을 갖도록 하는 실수 ${}a$의 최댓값을 ${}M$, 최솟값을 ${}m$이라 할 때, ${}M-m$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q7 (10점)]
Step A (30%)삼각함수의 성질 ${}\sin\left(\dfrac{\pi}{2}+x\right)=\cos x$ 및 ${}\cos^2 x = 1-\sin^2 x$를 대입하여 정리하면 ${}3(1-\sin^2 x)+6\sin x+a=2$, 즉 ${}a = 3\sin^2 x - 6\sin x - 1$이다. (3점)
Step B (40%)${}\sin x = t$ (${}-1 \le t \le 1$)로 치환하면 ${}f(t) = 3t^2 - 6t - 1 = 3(t-1)^2 - 4$이고, 닫힌구간 ${}[-1, 1]$에서 함수 ${}f(t)$는 감소한다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}t=-1$일 때 최댓값 ${}M = f(-1) = 8$, ${}t=1$일 때 최솟값 ${}m = f(1) = -4$이므로 ${}M - m = 8 - (-4) = 12$이다. (3점)
최종 정답 ${}M=8,\ m=-4,\ M-m=12$
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-3 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 15 · (교과서 156쪽) 예제 1 수열의 귀납적 정의 변형 | 성취기준: [12대수03-06], [12대수03-05]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q8-SOL (2/45)
[R1 · Q8] (10점)
수열 ${}\{a_n\}$이 ${}a_1 = \dfrac{53}{50}$이고, 모든 자연수 ${}n$에 대하여 $${}a_{n+1} = a_n + (-1)^n \times \dfrac{2n+1}{n(n+1)}$$을 만족시킨다. ${}a_{2500} = \dfrac{q}{p}$일 때, ${}\sqrt{p}+q$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (단, ${}p$와 ${}q$는 서로소인 자연수이다.) (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q8 (10점)]
Step A (30%)일반항의 분수식을 쪼개면 ${}\dfrac{2n+1}{n(n+1)} = \dfrac{1}{n} + \dfrac{1}{n+1}$이므로 ${}a_{n+1} - a_n = (-1)^n\left(\dfrac{1}{n} + \dfrac{1}{n+1}\right)$이다. (3점)
Step B (40%)${}n=1$부터 ${}2499$까지 대입하여 변변 더하면 교대 소거에 의해 ${}a_{2500} = a_1 + \displaystyle\sum_{k=1}^{2499}(-1)^k\left(\dfrac{1}{k}+\dfrac{1}{k+1}\right) = \dfrac{53}{50} - \left(1 + \dfrac{1}{2500}\right)$이다. (4점)
Step C (30%)${}a_{2500} = \dfrac{3}{50} - \dfrac{1}{2500} = \dfrac{149}{2500}$에서 ${}p=2500,\ q=149$ (서로소)이므로 ${}\sqrt{p}+q = 50 + 149 = 199$이다. (3점)
최종 정답 ${}199$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 15 · (교과서 73–74쪽) 접선의 방정식 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–26 유제 15 · (교과서 135–137쪽) 넓이 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q9-SOL (3/45)
[R1 · Q9] (10점)
양수 ${}a$에 대하여 함수 ${}f(x)=ax^3$의 역함수를 ${}g(x)$라 하자. 곡선 ${}y=f(x)$ 위의 점 ${}(3, f(3))$에서의 접선이 점 ${}(4, 6)$을 지날 때, 두 곡선 ${}y=f(x)$와 ${}y=g(x)$로 둘러싸인 부분의 넓이 ${}S$를 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
문항 9 기하 다이어그램
[그림] 문항 9번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R1-Q9 (10점)]
Step A (30%)${}f'(x)=3ax^2$이므로 점 ${}(3, 27a)$에서의 접선의 방정식은 ${}y = 27a(x-3)+27a$이고, 이 직선이 점 ${}(4, 6)$을 지나므로 ${}6 = 54a \implies a = \dfrac{1}{9}$이다. (3점)
Step B (40%)방정식 ${}f(x)=x$, 즉 ${}\dfrac{1}{9}x^3 = x$의 해는 ${}x = -3, 0, 3$이며, 원점 대칭과 ${}y=x$ 대칭에 의해 넓이 ${}S$는 제${}1$사분면에서 ${}y=x$와 ${}y=f(x)$가 이루는 넓이의 ${}4$배이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}S = 4\displaystyle\int_0^3 \left(x - \dfrac{1}{9}x^3\right)dx = 4\left[\dfrac{1}{2}x^2 - \dfrac{1}{36}x^4\right]_0^3 = 4\left(\dfrac{9}{2} - \dfrac{9}{4}\right) = 9$이다. (3점)
최종 정답 ${}9$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-1 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.20 유제 15 · 예제 3, PDF p.21 문제 8 (밑변환) 변형 | 성취기준: [12대수01-04]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q10-SOL (4/45)
[R1 · Q10] (10점)
${}a = \log_8 9,\ b = \log_{27} 25$일 때, $${}\log_5 10 = 1 + \dfrac{1}{pab}, \quad \log_6 10 = \dfrac{1+pab}{1+qa}$$를 만족시키는 유리수 ${}p, q$에 대하여 ${}4p + 2q$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q10 (10점)]
Step A (30%)로그의 성질에 의하여 ${}a = \log_{2^3} 3^2 = \dfrac{2}{3}\log_2 3 \implies \log_2 3 = \dfrac{3}{2}a$이고, ${}b = \log_{3^3} 5^2 = \dfrac{2}{3}\log_3 5 \implies \log_3 5 = \dfrac{3}{2}b$이다. (3점)
Step B (40%)밑변환 공식에 의해 ${}\log_2 5 = (\log_2 3)(\log_3 5) = \dfrac{9}{4}ab$이므로, ${}\log_5 10 = 1 + \log_5 2 = 1 + \dfrac{1}{\log_2 5} = 1 + \dfrac{1}{\frac{9}{4}ab}$에서 ${}p = \dfrac{9}{4}$이다. (4점)
Step C (30%)또한 ${}\log_6 10 = \dfrac{\log_2 10}{\log_2 6} = \dfrac{1+\log_2 5}{1+\log_2 3} = \dfrac{1+\frac{9}{4}ab}{1+\frac{3}{2}a}$에서 ${}q = \dfrac{3}{2}$이므로 ${}4p + 2q = 9 + 3 = 12$이다. (3점)
최종 정답 ${}p=\dfrac{9}{4},\ q=\dfrac{3}{2},\ 4p+2q=12$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7 유제 15 · 문제 2 로그함수의 그래프 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q11-SOL (5/45)
[R1 · Q11] (10점)
자연수 ${}n$에 대하여 직선 ${}y = -n$이 두 곡선 ${}y = \log_2(x-1)$, ${}y = \log_4(5-x)$와 만나는 점을 각각 ${}P_n, Q_n$이라 하고, 점 ${}R_n(3, -n-1)$에 대하여 삼각형 ${}P_n Q_n R_n$의 넓이를 ${}a_n$이라 하자. 수열 ${}\{a_n\}$의 첫째항부터 제${}n$항까지의 합을 ${}S_n$이라 할 때, ${}128 S_3$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R1-Q11 (10점)]
Step A (30%)${}y=-n$을 대입하면 ${}P_n\left(1+\left(\dfrac{1}{2}\right)^n, -n\right)$, ${}Q_n\left(5-\left(\dfrac{1}{4}\right)^n, -n\right)$이므로 선분 ${}P_n Q_n$의 길이는 ${}4 - \left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이다. (3점)
Step B (40%)점 ${}R_n(3, -n-1)$과 직선 ${}y=-n$ 사이의 거리는 ${}1$이므로 ${}a_n = \dfrac{1}{2}\left\{4 - \left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \left(\dfrac{1}{4}\right)^n\right\} = 2 - \dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이다. (4점)
Step C (30%)${}S_3 = \displaystyle\sum_{n=1}^3 a_n = 6 - \dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{8}\right) - \dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{16}+\dfrac{1}{64}\right) = 6 - \dfrac{7}{16} - \dfrac{21}{128} = \dfrac{691}{128}$이므로 ${}128 S_3 = 691$이다. (3점)
최종 정답 ${}691$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.17 유제 15 · (교과서 128쪽) 예제 4·문제 7 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-04]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q12-SOL (6/45)
[R1 · Q12] (10점)
다항함수 ${}f(x)$가 모든 실수 ${}x$에 대하여 $${}\int_1^x f(t)\,dt = x^4 + ax^3 + x^2\int_0^2 t f'(t)\,dt - 11x$$를 만족시킬 때, 상수 ${}a$의 값과 ${}f(2)$의 값의 합 ${}a + f(2)$를 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q12 (10점)]
Step A (30%)상수 ${}k = \displaystyle\int_0^2 t f'(t)\,dt$라 놓고 주어진 식의 양변에 ${}x=1$을 대입하면 ${}0 = 1 + a + k - 11 \implies k = 10 - a$이다. (3점)
Step B (40%)양변을 ${}x$에 대하여 미분하면 ${}f(x) = 4x^3 + 3ax^2 + 2kx - 11$, ${}f'(x) = 12x^2 + 6ax + 2k$이고, 이를 ${}k = \displaystyle\int_0^2 (12t^3+6at^2+2kt)\,dt$에 대입하면 ${}k = 48 + 16a + 4k \implies 3k = -16a - 48$이다. (4점)
Step C (30%)${}k = 10 - a$를 대입하여 풀면 ${}30 - 3a = -16a - 48 \implies a = -6,\ k = 16$이므로 ${}f(x) = 4x^3 - 18x^2 + 32x - 11$이고, ${}f(2) = 13$이므로 ${}a + f(2) = -6 + 13 = 7$이다. (3점)
최종 정답 ${}a=-6,\ f(2)=13,\ a+f(2)=7$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.12–13 유제 15 · (교과서 19–20쪽) 함수의 극한에 대한 성질 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q13-SOL (7/45)
[R1 · Q13] (10점)
함수 ${}f(x)$에 대하여 ${}\displaystyle\lim_{x \to 0} \dfrac{x}{f(x)-2x} = \dfrac{1}{2}$일 때, $${}\lim_{x \to 0} \dfrac{12x f(x) + 3\{f(x)\}^2}{2\{f(x)\}^2 - 5x f(x) - 4x^2}$$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q13 (10점)]
Step A (30%)조건식에서 극한값이 ${}0$이 아니므로 역수의 극한을 취하면 ${}\displaystyle\lim_{x \to 0} \dfrac{f(x)-2x}{x} = \lim_{x \to 0}\left(\dfrac{f(x)}{x} - 2\right) = 2 \implies \lim_{x \to 0}\dfrac{f(x)}{x} = 4$이다. (3점)
Step B (40%)구하는 극한식의 분모와 분자를 ${}x^2$ (${}x \ne 0$)으로 나누면 ${}\displaystyle\lim_{x \to 0} \dfrac{12\cdot\dfrac{f(x)}{x} + 3\left\{\dfrac{f(x)}{x}\right\}^2}{2\left\{\dfrac{f(x)}{x}\right\}^2 - 5\cdot\dfrac{f(x)}{x} - 4}$이다. (4점)
Step C (30%)극한의 성질에 의하여 ${}\displaystyle\lim_{x \to 0}\dfrac{f(x)}{x} = 4$를 대입하면 ${}\dfrac{12(4) + 3(16)}{2(16) - 5(4) - 4} = \dfrac{96}{8} = 12$이다. (3점)
최종 정답 ${}12$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 15 · 로그함수의 그래프, PDF p.13 로그방정식 변형 | 성취기준: [12대수01-08], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q14-SOL (8/45)
[R1 · Q14] (10점)
자연수 ${}k$에 대하여 정의역이 ${}\{x \mid x \gt 0\}$인 두 함수 ${}f(x) = \log_2(x + 2^k)$, ${}g(x) = \log_2(3x)$가 있다. 함수 ${}h(x)$를 $${}h(x) = \begin{cases} f(x) & (f(x) \le g(x)) \\ g(x) & (f(x) \gt g(x)) \end{cases}$$라 할 때, 방정식 ${}h(x) = k + 1$의 실근을 ${}a_k$라 하자. ${}\displaystyle\sum_{k=1}^6 a_k$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R1-Q14 (10점)]
Step A (30%)부등식 ${}f(x) \le g(x)$에서 ${}x + 2^k \le 3x \iff x \ge 2^{k-1}$이고, 경계점 ${}x = 2^{k-1}$에서 ${}h(2^{k-1}) = \log_2(3\cdot 2^{k-1}) = k - 1 + \log_2 3$이다. (3점)
Step B (40%)${}1 \lt \log_2 3 \lt 2$이므로 ${}k \lt h(2^{k-1}) \lt k + 1$이고, ${}h(x)$는 증가함수이므로 방정식 ${}h(x) = k + 1$의 실근은 ${}x \gt 2^{k-1}$인 구간(${}h(x)=f(x)$)에서 발생하여 ${}\log_2(a_k + 2^k) = k + 1 \implies a_k = 2^{k+1} - 2^k = 2^k$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 첫째항이 ${}2$, 공비가 ${}2$인 등비수열의 합 공식에 의하여 ${}\displaystyle\sum_{k=1}^6 a_k = \sum_{k=1}^6 2^k = \dfrac{2(2^6 - 1)}{2 - 1} = 126$이다. (3점)
최종 정답 ${}126$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 · (교과서 55쪽) 예제 2 미분계수 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-01], [12대수03-04]] Archive Code: GACHON-C-R1-Q15-SOL (9/45)
[R1 · Q15] (10점)
이차함수 ${}f(x) = x^2 + ax + b$가 다음 조건을 만족시킬 때, 상수 ${}a, b$에 대하여 ${}f(a+b)$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
(가) ${}f(1) = f'(1)$
(나) ${}\displaystyle\sum_{k=1}^{10} \lim_{h \to 0} \dfrac{f(k+1+2h) - f(k+1-h)}{3h} = 110$
[Step-by-Step Solution · R1-Q15 (10점)]
Step A (30%)미분계수의 정의에 의하여 ${}\displaystyle\lim_{h \to 0} \dfrac{f(k+1+2h) - f(k+1-h)}{3h} = \dfrac{2 - (-1)}{3}f'(k+1) = f'(k+1)$이다. (3점)
Step B (40%)${}f'(x) = 2x + a$이므로 조건 (나)에서 ${}\displaystyle\sum_{k=1}^{10} (2k + 2 + a) = 2\cdot\dfrac{10\times 11}{2} + 10(a+2) = 130 + 10a = 110 \implies a = -2$이다. (4점)
Step C (30%)조건 (가)의 ${}f(1)=f'(1)$에서 ${}1 + a + b = 2 + a \implies b = 1$이므로, ${}f(x) = x^2 - 2x + 1$이고 ${}f(a+b) = f(-1) = (-1)^2 - 2(-1) + 1 = 4$이다. (3점)
최종 정답 ${}a=-2,\ b=1,\ f(a+b)=4$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q7-SOL (10/45)
[R2 · Q7] (10점)
두 양의 실수 ${}u, v$가 ${}\sqrt[3]{u^4} = 27$, ${}\sqrt[4]{v^5} = 32$를 만족시킬 때, 지수식 ${}\left(\dfrac{u^{2/3}}{v^{1/2}}\right)^2 \cdot v^{7/4}$의 값을 계산하는 과정과 답을 기술하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q7 (10점)]
Step A (30%)거듭제곱근의 성질에 의하여 ${}u^{4/3} = 27 = 3^3$이고, ${}v^{5/4} = 32 = 2^5$에서 ${}v^{1/4} = 2$이므로 ${}v = 16$이다. (3점)
Step B (40%)주어진 식을 지수법칙으로 정리하면 ${}\dfrac{u^{4/3}}{v} \cdot v^{7/4} = u^{4/3} \cdot v^{3/4}$이다. (4점)
Step C (30%)${}u^{4/3} = 27$이고 ${}v^{3/4} = \left(v^{1/4}\right)^3 = 2^3 = 8$이므로 구하는 값은 ${}27 \times 8 = 216$이다. (3점)
최종 정답 ${}216$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수02-03]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q8-SOL (11/45)
[R2 · Q8] (10점)
삼각형 ${}ABC$에서 두 변의 길이가 ${}\overline{AB} = 6$, ${}\overline{AC} = 10$이고 ${}\cos A = \dfrac{3}{5}$이다. 변 ${}BC$의 길이 ${}l$과 삼각형 ${}ABC$의 외접원의 넓이 ${}W$를 각각 구하는 과정을 서술하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q8 (10점)]
Step A (30%)코사인법칙 ${}\overline{BC}^2 = \overline{AB}^2 + \overline{AC}^2 - 2\overline{AB}\cdot\overline{AC}\cos A$에 대입하면 ${}l^2 = 36 + 100 - 2\cdot 6\cdot 10\cdot\dfrac{3}{5} = 136 - 72 = 64$이므로 ${}l = 8$이다. (3점)
Step B (40%)${}0 \lt A \lt \pi$에서 ${}\sin A = \sqrt{1 - \left(\dfrac{3}{5}\right)^2} = \dfrac{4}{5}$이고, 사인법칙 ${}2R = \dfrac{l}{\sin A} = \dfrac{8}{4/5} = 10$에서 외접원의 반지름은 ${}R = 5$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 변 ${}BC$의 길이는 ${}l = 8$이고, 외접원의 넓이는 ${}W = \pi R^2 = 25\pi$이다. (3점)
최종 정답 ${}l = 8,\ W = 25\pi$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 15 · (교과서 73–74쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.25 유제 15 · (교과서 136쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q9-SOL (12/45)
[R2 · Q9] (10점)
양의 상수 ${}a$에 대하여 삼차함수 ${}f(x) = ax^3 + \dfrac{1}{2}x$와 그 역함수 ${}g(x)$의 그래프가 그림과 같다. 곡선 ${}y=f(x)$ 위의 점 ${}(3, f(3))$에서 그은 접선이 ${}y$축과 점 ${}(0, -3)$에서 만날 때, 두 곡선 ${}y=f(x), y=g(x)$로 둘러싸인 영역의 넓이를 ${}S$라 하자. ${}2S$의 값을 구하시오. (10점)
문항 9 기하 다이어그램
[그림] 문항 9번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R2-Q9 (10점)]
Step A (30%)${}f'(x) = 3ax^2 + \dfrac{1}{2}$이므로 점 ${}\left(3, 27a+\dfrac{3}{2}\right)$에서의 접선의 방정식은 ${}y = \left(27a+\dfrac{1}{2}\right)(x-3) + 27a + \dfrac{3}{2} = \left(27a+\dfrac{1}{2}\right)x - 54a$이고, ${}y$절편이 ${}-54a = -3$이므로 ${}a = \dfrac{1}{18}$이다. (3점)
Step B (40%)${}f(x) = x$에서 ${}\dfrac{1}{18}x^3 + \dfrac{1}{2}x = x \iff \dfrac{1}{18}x^3 - \dfrac{1}{2}x = 0$이므로 교점의 ${}x$좌표는 ${}x = -3, 0, 3$이다. (4점)
Step C (30%)대칭성에 의하여 ${}S = 4\displaystyle\int_0^3 \{x - f(x)\}\,dx = 4\int_0^3 \left(\dfrac{1}{2}x - \dfrac{1}{18}x^3\right)dx = 4\left[\dfrac{1}{4}x^2 - \dfrac{1}{72}x^4\right]_0^3 = \dfrac{9}{2}$이므로 ${}2S = 9$이다. (3점)
최종 정답 ${}a=\dfrac{1}{18},\ S=\dfrac{9}{2},\ 2S=9$
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q10-SOL (13/45)
[R2 · Q10] (10점)
첫째항이 ${}5$인 등차수열 ${}\{u_n\}$의 첫째항부터 제${}n$항까지의 합을 ${}T_n$이라 하자. ${}T_9 - T_6 = 99$일 때, 공차 ${}d$와 제${}15$항 ${}u_{15}$를 차례대로 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q10 (10점)]
Step A (30%)수열의 합과 일반항의 관계에 의하여 ${}T_9 - T_6 = u_7 + u_8 + u_9 = 3u_8 = 99$이므로 ${}u_8 = 33$이다. (3점)
Step B (40%)첫째항이 ${}u_1 = 5$이므로 ${}u_8 = u_1 + 7d = 5 + 7d = 33$에서 ${}7d = 28$, 즉 공차는 ${}d = 4$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 제${}15$항은 ${}u_{15} = u_1 + 14d = 5 + 14 \times 4 = 61$이다. (3점)
최종 정답 ${}d = 4,\ u_{15} = 61$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 15 · 로그함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q11-SOL (14/45)
[R2 · Q11] (10점)
자연수 ${}n$마다 수평선 ${}y = n$이 두 로그곡선 ${}y = \log_{1/2}(x-2)$, ${}y = \log_{1/4}(6-x)$와 만나는 교점을 ${}P_n, Q_n$이라 하고, 꼭짓점 ${}R_n(4, n+2)$를 연결한 삼각형 ${}P_n Q_n R_n$의 넓이를 ${}a_n$이라 하자. 수열 ${}\{b_n\}$이 ${}a_n + b_n = 4 - \dfrac{1}{3\cdot 2^n}$을 만족시킬 때, 첫째항부터 제${}3$항까지의 합 ${}S_3$에 대하여 ${}192 S_3$를 구하시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R2-Q11 (10점)]
Step A (30%)${}P_n\left(2+\left(\dfrac{1}{2}\right)^n, n\right)$, ${}Q_n\left(6-\left(\dfrac{1}{4}\right)^n, n\right)$이고 높이가 ${}2$이므로 ${}a_n = \dfrac{1}{2}\times 2\times\left\{4 - \left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \left(\dfrac{1}{4}\right)^n\right\} = 4 - \left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이다. (3점)
Step B (40%)관계식에 대입하면 ${}b_n = \left(4 - \dfrac{1}{3\cdot 2^n}\right) - a_n = \dfrac{2}{3}\left(\dfrac{1}{2}\right)^n + \left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이다. (4점)
Step C (30%)${}S_3 = \dfrac{2}{3}\left(\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{8}\right) + \left(\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{16}+\dfrac{1}{64}\right) = \dfrac{7}{12} + \dfrac{21}{64} = \dfrac{175}{192}$이므로 ${}192 S_3 = 175$이다. (3점)
최종 정답 ${}175$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-03], [12미적Ⅰ-01-04]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q12-SOL (15/45)
[R2 · Q12] (10점)
실수 전체의 집합에서 연속인 함수 ${}P(x)$가 모든 실수 ${}x$에 대하여 ${}(x - 2)P(x) = x^3 - kx^2 + 3x - 2$를 만족시킨다. 상수 ${}k$와 ${}P(2)$의 곱 ${}k \cdot P(2)$를 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q12 (10점)]
Step A (30%)주어진 등식의 양변에 ${}x = 2$를 대입하면 ${}0 = 8 - 4k + 6 - 2 = 12 - 4k$이므로 ${}k = 3$이다. (3점)
Step B (40%)${}x \ne 2$일 때 ${}P(x) = \dfrac{x^3 - 3x^2 + 3x - 2}{x - 2} = \dfrac{(x - 2)(x^2 - x + 1)}{x - 2} = x^2 - x + 1$이다. (4점)
Step C (30%)함수 ${}P(x)$는 ${}x = 2$에서 연속이므로 ${}P(2) = 2^2 - 2 + 1 = 3$이고, 따라서 ${}k \cdot P(2) = 3 \times 3 = 9$이다. (3점)
최종 정답 ${}9$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q13-SOL (16/45)
[R2 · Q13] (10점)
삼차함수 ${}H(x) = x^3 - 3mx^2 + 9mx - 7$이 극값을 갖지 않도록 하는 모든 정수 ${}m$의 개수를 구하고 그 근거를 서술하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q13 (10점)]
Step A (30%)주어진 삼차함수를 미분하면 ${}H'(x) = 3x^2 - 6mx + 9m$이고, ${}H(x)$가 극값을 갖지 않으려면 이차방정식 ${}H'(x) = 0$의 판별식 ${}D \le 0$이어야 한다. (3점)
Step B (40%)${}\dfrac{D}{4} = (-3m)^2 - 3(9m) = 9m^2 - 27m = 9m(m - 3) \le 0$이므로 ${}0 \le m \le 3$이다. (4점)
Step C (30%)부등식을 만족시키는 정수 ${}m$은 ${}0, 1, 2, 3$이므로 구하는 개수는 ${}4$이다. (3점)
최종 정답 ${}4$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q14-SOL (17/45)
[R2 · Q14] (10점)
다항함수 ${}Q(x)$가 모든 실수 ${}x$에 대하여 ${}\displaystyle\int_3^x Q(t)\,dt = x^3 - cx^2 + 5x - 6$을 만족시킬 때, 상수 ${}c$와 ${}Q(c)$의 값을 각각 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q14 (10점)]
Step A (30%)정적분의 성질에 의하여 양변에 ${}x = 3$을 대입하면 ${}0 = 27 - 9c + 15 - 6 = 36 - 9c$이므로 ${}c = 4$이다. (3점)
Step B (40%)주어진 등식의 양변을 ${}x$에 대하여 미분하면 ${}Q(x) = 3x^2 - 2cx + 5 = 3x^2 - 8x + 5$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}c = 4$일 때 ${}Q(4) = 3(16) - 8(4) + 5 = 48 - 32 + 5 = 21$이다. (3점)
최종 정답 ${}c = 4,\ Q(c) = 21$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] Archive Code: GACHON-C-R2-Q15-SOL (18/45)
[R2 · Q15] (10점)
원점을 출발하여 수직선 위를 움직이는 질점 ${}M$의 시각 ${}t$ (${}0 \le t \le 5$)에서의 속도가 ${}v(t) = 3t^2 - 12t + 9$이다. 시각 ${}t = 0$부터 ${}t = 5$까지 질점 ${}M$이 실제로 움직인 거리 ${}L$을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R2-Q15 (10점)]
Step A (30%)${}v(t) = 3(t^2 - 4t + 3) = 3(t - 1)(t - 3) = 0$에서 ${}t = 1, 3$일 때 운동 방향이 바뀌며, ${}[0,1]$과 ${}[3,5]$에서 ${}v(t) \ge 0$, ${}[1,3]$에서 ${}v(t) \le 0$이다. (3점)
Step B (40%)위치 변화량 원시함수 ${}s(t) = t^3 - 6t^2 + 9t$에 대하여 ${}s(0)=0,\ s(1)=4,\ s(3)=0,\ s(5)=20$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 실제 이동 거리는 ${}L = |s(1)-s(0)| + |s(3)-s(1)| + |s(5)-s(3)| = 4 + 4 + 20 = 28$이다. (3점)
최종 정답 ${}28$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수01-06], [12대수01-08]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q7-SOL (19/45)
[R3 · Q7] (10점)
부등식 ${}9^x - 12\cdot 3^x + 27 \le 0$을 만족시키는 실수 ${}x$에 대하여 함수 ${}W(x) = 4^x - 6\cdot 2^x + 15$의 최댓값과 최솟값의 합을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q7 (10점)]
Step A (30%)${}3^x = p$ (${}p \gt 0$)로 놓으면 ${}p^2 - 12p + 27 = (p - 3)(p - 9) \le 0$에서 ${}3 \le 3^x \le 9$이므로 ${}1 \le x \le 2$이다. (3점)
Step B (40%)${}2^x = q$로 치환하면 ${}1 \le x \le 2$에서 ${}2 \le q \le 4$이고, ${}W(x) = q^2 - 6q + 15 = (q - 3)^2 + 6$이다. (4점)
Step C (30%)구간 ${}[2, 4]$에서 ${}q = 3$일 때 최솟값은 ${}6$, ${}q = 2$ 또는 ${}q = 4$일 때 최댓값은 ${}7$이므로 합은 ${}6 + 7 = 13$이다. (3점)
최종 정답 ${}13$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수02-01], [12대수02-02]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q8-SOL (20/45)
[R3 · Q8] (10점)
둘레의 길이가 ${}28$인 부채꼴 중에서 넓이가 최대인 부채꼴의 반지름의 길이 ${}r$, 호의 길이 ${}l$, 중심각의 크기 ${}\theta$ (라디안)에 대하여 ${}r + l + \theta$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q8 (10점)]
Step A (30%)부채꼴의 반지름을 ${}r$, 호의 길이를 ${}l$이라 하면 ${}2r + l = 28$에서 ${}l = 28 - 2r$ (${}0 \lt r \lt 14$)이다. (3점)
Step B (40%)부채꼴의 넓이 ${}S = \dfrac{1}{2}rl = \dfrac{1}{2}r(28 - 2r) = -r^2 + 14r = -(r - 7)^2 + 49$이므로 ${}r = 7$일 때 넓이가 최대이다. (4점)
Step C (30%)${}r = 7$일 때 ${}l = 14$이고 중심각 ${}\theta = \dfrac{l}{r} = 2$이므로 ${}r + l + \theta = 7 + 14 + 2 = 23$이다. (3점)
최종 정답 ${}23$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 15 · (교과서 73–74쪽) 접선의 방정식 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–26 유제 15 · (교과서 135–137쪽) 넓이 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q9-SOL (21/45)
[R3 · Q9] (10점)
양의 실수 ${}a$에 대하여 곡선 ${}y = f(x) = ax^3$과 그 역함수 곡선 ${}y = g(x)$를 좌표평면에 나타내었다. 점 ${}(2, f(2))$에서 곡선 ${}y=f(x)$에 접하는 직선이 점 ${}(3, 5)$를 지날 때, 원점 대칭인 두 곡선 ${}y=f(x), y=g(x)$가 둘러싸는 도형의 전체 넓이 ${}S$를 구하시오. (10점)
문항 9 기하 다이어그램
[그림] 문항 9번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R3-Q9 (10점)]
Step A (30%)${}f'(x)=3ax^2$이므로 점 ${}(2, 8a)$에서의 접선의 방정식은 ${}y=12a(x-2)+8a=12ax-16a$이고, 점 ${}(3, 5)$를 지나므로 ${}20a=5 \implies a=\dfrac{1}{4}$이다. (3점)
Step B (40%)방정식 ${}f(x)=x$, 즉 ${}\dfrac{1}{4}x^3=x$의 실근은 ${}x=-2, 0, 2$이며, 원점 대칭과 직선 ${}y=x$에 대한 대칭성에 의해 구하는 넓이 ${}S$는 구간 ${}[0,2]$에서 ${}y=x$와 ${}y=f(x)$ 사이의 넓이의 ${}4$배이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}S=4\displaystyle\int_0^2\left(x-\dfrac{1}{4}x^3\right)dx=4\left[\dfrac{1}{2}x^2-\dfrac{1}{16}x^4\right]_0^2=4(2-1)=4$이다. (3점)
최종 정답 ${}4$
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q10-SOL (22/45)
[R3 · Q10] (10점)
합 ${}K = \displaystyle\sum_{k=1}^{15} \dfrac{4}{(2k - 1)(2k + 1)}$의 값을 기약분수 ${}\dfrac{q}{p}$로 나타낼 때, ${}p + q$의 값을 구하시오. (단, ${}p, q$는 서로소인 자연수이다.) (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q10 (10점)]
Step A (30%)부분분수 항등식에 의하여 ${}\dfrac{4}{(2k - 1)(2k + 1)} = 2\left(\dfrac{1}{2k - 1} - \dfrac{1}{2k + 1}\right)$이다. (3점)
Step B (40%)${}k = 1$부터 ${}15$까지 대입하여 더하면 ${}K = 2\left\{\left(1 - \dfrac{1}{3}\right) + \left(\dfrac{1}{3} - \dfrac{1}{5}\right) + \cdots + \left(\dfrac{1}{29} - \dfrac{1}{31}\right)\right\} = 2\left(1 - \dfrac{1}{31}\right)$이다. (4점)
Step C (30%)${}K = \dfrac{60}{31}$에서 ${}p = 31,\ q = 60$ (서로소)이므로 ${}p + q = 91$이다. (3점)
최종 정답 ${}91$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7 유제 15 · 문제 2 로그함수의 그래프 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q11-SOL (23/45)
[R3 · Q11] (10점)
자연수 ${}n$에 대하여 직선 ${}y = -n$과 두 곡선 ${}y = \log_3(x-1)$, ${}y = \log_9(7-x)$의 교점을 각각 ${}P_n, Q_n$이라 하자. 점 ${}R_n(4, -n-2)$를 꼭짓점으로 하는 삼각형 ${}P_n Q_n R_n$의 넓이를 ${}a_n$이라 할 때, 첫 두 항의 합에 ${}81$을 곱한 ${}81(a_1 + a_2)$의 값을 구하시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R3-Q11 (10점)]
Step A (30%)${}y=-n$을 대입하면 ${}P_n\left(1+\left(\dfrac{1}{3}\right)^n, -n\right)$, ${}Q_n\left(7-\left(\dfrac{1}{9}\right)^n, -n\right)$이므로 선분 ${}P_n Q_n$의 길이는 ${}6-\left(\dfrac{1}{3}\right)^n-\left(\dfrac{1}{9}\right)^n$이다. (3점)
Step B (40%)점 ${}R_n(4,-n-2)$와 직선 ${}y=-n$ 사이의 거리는 ${}2$이므로 삼각형의 넓이는 ${}a_n = \dfrac{1}{2}\times 2\times\left\{6-\left(\dfrac{1}{3}\right)^n-\left(\dfrac{1}{9}\right)^n\right\} = 6 - \left(\dfrac{1}{3}\right)^n - \left(\dfrac{1}{9}\right)^n$이다. (4점)
Step C (30%)${}a_1+a_2 = 12 - \left(\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{9}\right) - \left(\dfrac{1}{9}+\dfrac{1}{81}\right) = 12 - \dfrac{4}{9} - \dfrac{10}{81} = \dfrac{926}{81}$이므로 ${}81(a_1+a_2)=926$이다. (3점)
최종 정답 ${}926$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1. 함수의 극한 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-01], [12미적Ⅰ-01-02]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q12-SOL (24/45)
[R3 · Q12] (10점)
극한 등식 ${}\displaystyle\lim_{x \to 5} \dfrac{\sqrt{3x + 1} - \alpha}{x - 5} = \beta$가 성립하도록 하는 두 실수 ${}\alpha, \beta$에 대하여 ${}8\alpha\beta$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q12 (10점)]
Step A (30%)${}x \to 5$일 때 분모 ${}x - 5 \to 0$이고 극한값이 존재하므로 ${}\sqrt{3\cdot 5 + 1} - \alpha = 0$에서 ${}\alpha = 4$이다. (3점)
Step B (40%)${}\alpha = 4$를 대입하고 분자를 유리화하면 ${}\displaystyle\lim_{x \to 5} \dfrac{(3x + 1) - 16}{(x - 5)(\sqrt{3x + 1} + 4)} = \lim_{x \to 5} \dfrac{3}{\sqrt{3x + 1} + 4}$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}\beta = \dfrac{3}{4 + 4} = \dfrac{3}{8}$이므로 ${}8\alpha\beta = 8 \times 4 \times \dfrac{3}{8} = 12$이다. (3점)
최종 정답 ${}12$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.2 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-01], [12미적Ⅰ-02-03], [12미적Ⅰ-02-04]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q13-SOL (25/45)
[R3 · Q13] (10점)
다항식 ${}x^8 - px^2 + q$를 ${}(x - 1)^2$으로 나누었을 때의 나머지가 ${}6x - 5$일 때, 두 상수 ${}p, q$에 대하여 ${}p^2 + q^2$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q13 (10점)]
Step A (30%)몫을 ${}Q(x)$라 하면 ${}x^8 - px^2 + q = (x - 1)^2 Q(x) + 6x - 5$이고, 양변에 ${}x = 1$을 대입하면 ${}1 - p + q = 1 \implies p = q$이다. (3점)
Step B (40%)양변을 ${}x$에 대하여 미분하면 ${}8x^7 - 2px = 2(x - 1)Q(x) + (x - 1)^2 Q'(x) + 6$이다. (4점)
Step C (30%)미분한 식에 ${}x = 1$을 대입하면 ${}8 - 2p = 6$에서 ${}p = 1,\ q = 1$이므로 ${}p^2 + q^2 = 2$이다. (3점)
최종 정답 ${}2$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q14-SOL (26/45)
[R3 · Q14] (10점)
닫힌구간 ${}[0, 3]$에서 삼차함수 ${}V(x) = x^3 - 3x^2 + c$의 최댓값이 ${}11$일 때, 같은 구간에서 함수 ${}V(x)$의 최솟값을 구하시오. (단, ${}c$는 상수이다.) (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q14 (10점)]
Step A (30%)${}V'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2) = 0$에서 구간 ${}[0, 3]$ 내의 극소점은 ${}x = 2$이다. (3점)
Step B (40%)경계값과 극솟값을 비교하면 ${}V(0) = c$, ${}V(2) = -4 + c$, ${}V(3) = c$이므로 최댓값은 ${}c = 11$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 최솟값은 ${}V(2) = -4 + 11 = 7$이다. (3점)
최종 정답 ${}7$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] Archive Code: GACHON-C-R3-Q15-SOL (27/45)
[R3 · Q15] (10점)
정적분 ${}J = \displaystyle\int_{-3}^3 (5x^7 - 2x^5 + x^2 - 9x + 4)\,dx$의 값을 구하는 풀이 과정과 답을 쓰시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R3-Q15 (10점)]
Step A (30%)적분 구간 ${}[-3, 3]$이 원점에 대하여 대칭이므로 기함수인 ${}5x^7 - 2x^5 - 9x$의 정적분 값은 ${}0$이다. (3점)
Step B (40%)우함수인 ${}x^2 + 4$에 대하여 성질을 적용하면 ${}J = 2\displaystyle\int_0^3 (x^2 + 4)\,dx = 2\left[\dfrac{1}{3}x^3 + 4x\right]_0^3$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}J = 2(9 + 12) = 42$이다. (3점)
최종 정답 ${}42$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.18 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수01-04], [12대수01-05]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q7-SOL (28/45)
[R4 · Q7] (10점)
두 양의 실수 ${}\alpha, \beta$가 ${}6^\alpha = 7^\beta = 42$를 만족시킬 때, ${}\dfrac{1}{\alpha} + \dfrac{1}{\beta}$의 값을 구하는 과정을 서술하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q7 (10점)]
Step A (30%)로그의 정의에 의하여 ${}\alpha = \log_6 42$, ${}\beta = \log_7 42$이다. (3점)
Step B (40%)밑변환 공식에 의하여 ${}\dfrac{1}{\alpha} = \log_{42} 6$, ${}\dfrac{1}{\beta} = \log_{42} 7$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}\dfrac{1}{\alpha} + \dfrac{1}{\beta} = \log_{42} 6 + \log_{42} 7 = \log_{42}(6 \times 7) = \log_{42} 42 = 1$이다. (3점)
최종 정답 ${}1$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수02-03]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q8-SOL (29/45)
[R4 · Q8] (10점)
반지름의 길이가 ${}8$인 원에 내접하는 삼각형 ${}ABC$에서 ${}\sin A + \sin B + \sin C = \dfrac{15}{8}$일 때, 삼각형 ${}ABC$의 둘레의 길이를 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q8 (10점)]
Step A (30%)외접원의 반지름이 ${}R = 8$이므로 사인법칙에 의하여 세 변의 길이는 ${}a = 16\sin A,\ b = 16\sin B,\ c = 16\sin C$이다. (3점)
Step B (40%)삼각형 ${}ABC$의 둘레의 길이는 ${}a + b + c = 16(\sin A + \sin B + \sin C)$이다. (4점)
Step C (30%)주어진 값 ${}\sin A + \sin B + \sin C = \dfrac{15}{8}$을 대입하면 둘레의 길이는 ${}16 \times \dfrac{15}{8} = 30$이다. (3점)
최종 정답 ${}30$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 15 · (교과서 73–74쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.25 유제 15 · (교과서 136쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q9-SOL (30/45)
[R4 · Q9] (10점)
양수 ${}a$에 대하여 단조증가하는 삼차함수 ${}f(x) = ax^3 + \dfrac{1}{3}x$의 역함수를 ${}g(x)$라 하자. 점 ${}(2, f(2))$에서의 접선의 ${}y$절편이 ${}-\dfrac{8}{3}$일 때, 그림과 같이 두 그래프 ${}y=f(x)$와 ${}y=g(x)$가 둘러싸는 영역의 넓이 ${}S$에 대하여 ${}3S$를 구하시오. (10점)
문항 9 기하 다이어그램
[그림] 문항 9번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R4-Q9 (10점)]
Step A (30%)${}f'(x)=3ax^2+\dfrac{1}{3}$이므로 점 ${}\left(2, 8a+\dfrac{2}{3}\right)$에서의 접선의 방정식은 ${}y=\left(12a+\dfrac{1}{3}\right)(x-2)+8a+\dfrac{2}{3}=\left(12a+\dfrac{1}{3}\right)x-16a$이고, ${}y$절편이 ${}-16a=-\dfrac{8}{3}$이므로 ${}a=\dfrac{1}{6}$이다. (3점)
Step B (40%)${}f(x)=x$에서 ${}\dfrac{1}{6}x^3+\dfrac{1}{3}x=x \iff \dfrac{1}{6}x(x+2)(x-2)=0$이므로 교점의 ${}x$좌표는 ${}x=-2, 0, 2$이다. (4점)
Step C (30%)대칭성에 의하여 ${}S=4\displaystyle\int_0^2\{x-f(x)\}\,dx=4\int_0^2\left(\dfrac{2}{3}x-\dfrac{1}{6}x^3\right)dx=4\left[\dfrac{1}{3}x^2-\dfrac{1}{24}x^4\right]_0^2=\dfrac{8}{3}$이므로 ${}3S=8$이다. (3점)
최종 정답 ${}a=\dfrac{1}{6},\ S=\dfrac{8}{3},\ 3S=8$
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q10-SOL (31/45)
[R4 · Q10] (10점)
수열 ${}\{w_n\}$의 첫째항부터 제${}n$항까지의 합 ${}S_n$이 ${}S_n = 3n^2 - 2n + 4$일 때, ${}w_1 + w_7$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q10 (10점)]
Step A (30%)${}n = 1$일 때 첫째항은 ${}w_1 = S_1 = 3(1)^2 - 2(1) + 4 = 5$이다. (3점)
Step B (40%)${}n \ge 2$일 때 ${}w_n = S_n - S_{n-1}$이므로 ${}w_7 = S_7 - S_6 = (147 - 14 + 4) - (108 - 12 + 4) = 137 - 100 = 37$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}w_1 + w_7 = 5 + 37 = 42$이다. (3점)
최종 정답 ${}42$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 15 · 로그함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q11-SOL (32/45)
[R4 · Q11] (10점)
자연수 ${}n$에 대하여 수평선 ${}y = -n$이 두 로그함수 ${}y = \log_2(x-2)$ 및 ${}y = \log_4(8-x)$의 그래프와 만나는 점을 ${}P_n, Q_n$이라 하고, 점 ${}R_n(5, -n-2)$와 이루는 삼각형 ${}P_n Q_n R_n$의 넓이를 ${}a_n$이라 하자. ${}\displaystyle\sum_{n=1}^4 (6 - a_n) = \dfrac{q}{p}$일 때 서로소인 두 자연수의 합 ${}p+q$를 구하시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R4-Q11 (10점)]
Step A (30%)${}P_n\left(2+\left(\dfrac{1}{2}\right)^n, -n\right)$, ${}Q_n\left(8-\left(\dfrac{1}{4}\right)^n, -n\right)$이고 높이가 ${}2$이므로 ${}a_n = 6 - \left(\dfrac{1}{2}\right)^n - \left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이다. (3점)
Step B (40%)따라서 ${}6 - a_n = \left(\dfrac{1}{2}\right)^n + \left(\dfrac{1}{4}\right)^n$이고, ${}\displaystyle\sum_{n=1}^4(6-a_n) = \dfrac{\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{16}\right)}{1-\frac{1}{2}} + \dfrac{\frac{1}{4}\left(1-\frac{1}{256}\right)}{1-\frac{1}{4}} = \dfrac{15}{16} + \dfrac{85}{256}$이다. (4점)
Step C (30%)통분하면 ${}\dfrac{240+85}{256} = \dfrac{325}{256}$이고 ${}\gcd(256, 325)=1$이므로 ${}p=256,\ q=325$, ${}p+q=581$이다. (3점)
최종 정답 ${}581$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.4 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-06]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q12-SOL (33/45)
[R4 · Q12] (10점)
이차함수 ${}M(x) = 2x^2 - 5x + 1$에 대하여 닫힌구간 ${}[1, 4]$에서 평균값 정리를 만족시키는 상수 ${}c$의 값을 기약분수로 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q12 (10점)]
Step A (30%)닫힌구간 ${}[1, 4]$에서의 평균변화율은 ${}\dfrac{M(4) - M(1)}{4 - 1} = \dfrac{(32 - 20 + 1) - (2 - 5 + 1)}{3} = \dfrac{13 - (-2)}{3} = 5$이다. (3점)
Step B (40%)도함수 ${}M'(x) = 4x - 5$에 대하여 평균값 정리에 의해 ${}M'(c) = 4c - 5 = 5$인 ${}c \in (1, 4)$가 존재한다. (4점)
Step C (30%)${}4c = 10$에서 ${}c = \dfrac{5}{2}$이며, 이는 열린구간 ${}(1, 4)$에 속한다. (3점)
최종 정답 ${}\dfrac{5}{2}$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q13-SOL (34/45)
[R4 · Q13] (10점)
모든 실수 ${}x$에 대하여 부등식 ${}x^4 - 4x^3 + \lambda \ge 0$이 항상 성립하도록 하는 실수 ${}\lambda$의 최솟값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q13 (10점)]
Step A (30%)${}\Phi(x) = x^4 - 4x^3 + \lambda$라 하면 ${}\Phi'(x) = 4x^3 - 12x^2 = 4x^2(x - 3) = 0$에서 ${}x = 0$ 또는 ${}x = 3$이다. (3점)
Step B (40%)${}x \lt 3$에서 ${}\Phi'(x) \le 0$이고 ${}x \gt 3$에서 ${}\Phi'(x) \gt 0$이므로 함수 ${}\Phi(x)$는 ${}x = 3$에서 극소이자 최소이다. (4점)
Step C (30%)따라서 모든 실수 ${}x$에서 ${}\Phi(x) \ge 0$이려면 최솟값 ${}\Phi(3) = 81 - 108 + \lambda = \lambda - 27 \ge 0$이어야 하므로 ${}\lambda$의 최솟값은 ${}27$이다. (3점)
최종 정답 ${}27$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q14-SOL (35/45)
[R4 · Q14] (10점)
연속함수 ${}F(x)$가 모든 실수 ${}x$에 대하여 ${}F(x) = 3x^2 - 4x + \displaystyle\int_0^2 F(t)\,dt$를 만족시킬 때, ${}F(3)$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q14 (10점)]
Step A (30%)상수 ${}A = \displaystyle\int_0^2 F(t)\,dt$로 놓으면 ${}F(x) = 3x^2 - 4x + A$이다. (3점)
Step B (40%)양변을 ${}0$부터 ${}2$까지 정적분하면 ${}A = \displaystyle\int_0^2 (3t^2 - 4t + A)\,dt = \left[t^3 - 2t^2 + At\right]_0^2 = 8 - 8 + 2A = 2A$이므로 ${}A = 0$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 ${}F(x) = 3x^2 - 4x$이므로 ${}F(3) = 27 - 12 = 15$이다. (3점)
최종 정답 ${}15$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] Archive Code: GACHON-C-R4-Q15-SOL (36/45)
[R4 · Q15] (10점)
이차곡선 ${}y = x^2 - 5x + 6$과 직선 ${}y = x + 1$로 둘러싸인 도형의 넓이 ${}S$를 기약분수로 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R4-Q15 (10점)]
Step A (30%)두 그래프의 교점의 ${}x$좌표는 ${}x^2 - 5x + 6 = x + 1 \iff x^2 - 6x + 5 = (x - 1)(x - 5) = 0$에서 ${}x = 1, 5$이다. (3점)
Step B (40%)구간 ${}[1, 5]$에서 직선이 포물선보다 위쪽에 있으므로 ${}S = \displaystyle\int_1^5 (-x^2 + 6x - 5)\,dx$이다. (4점)
Step C (30%)정적분을 계산하면 ${}S = \dfrac{1}{6}(5 - 1)^3 = \dfrac{64}{6} = \dfrac{32}{3}$이다. (3점)
최종 정답 ${}\dfrac{32}{3}$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.8 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-08]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q7-SOL (37/45)
[R5 · Q7] (10점)
방정식 $(\log_3 x)^2 - 4\log_3 x + 1 = 0$의 두 실근을 $\alpha, \beta$라 할 때, $\alpha\beta$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q7 (10점)]
Step A (30%)진수 조건 $x \gt 0$에서 $\log_3 x = t$로 치환하면 $t^2 - 4t + 1 = 0$이고 판별식 $D/4 = 4 - 1 = 3 \gt 0$이므로 서로 다른 두 실근 $t_1, t_2$를 갖는다. (3점)
Step B (40%)이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 $t_1 + t_2 = \log_3 \alpha + \log_3 \beta = \log_3(\alpha\beta) = 4$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 로그의 정의에 의하여 $\alpha\beta = 3^4 = 81$이다. (3점)
최종 정답 $81$
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.13 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q8-SOL (38/45)
[R5 · Q8] (10점)
실수 $\theta$가 $\sin\theta + \cos\theta = \dfrac{1}{2}$을 만족시킬 때, $16(\sin^3\theta + \cos^3\theta)$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q8 (10점)]
Step A (30%)$\sin\theta + \cos\theta = \dfrac{1}{2}$의 양변을 제곱하면 $1 + 2\sin\theta\cos\theta = \dfrac{1}{4}$이므로 $\sin\theta\cos\theta = -\dfrac{3}{8}$이다. (3점)
Step B (40%)곱셈 공식에 의하여 $\sin^3\theta + \cos^3\theta = (\sin\theta + \cos\theta)^3 - 3\sin\theta\cos\theta(\sin\theta + \cos\theta) = \dfrac{1}{8} - 3\left(-\dfrac{3}{8}\right)\left(\dfrac{1}{2}\right) = \dfrac{11}{16}$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 $16(\sin^3\theta + \cos^3\theta) = 16 \times \dfrac{11}{16} = 11$이다. (3점)
최종 정답 $11$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 15 · (교과서 73–74쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.25 유제 15 · (교과서 136쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q9-SOL (39/45)
[R5 · Q9] (10점)
음이 아닌 실수 $x \ge 0$에서 정의된 삼차함수 $f(x) = ax^3$ ($a \gt 0$)과 역함수 $g(x)$가 제$1$사분면에서 만나는 도형이 그림과 같다. 곡선 위의 점 $(4, f(4))$에서의 접선이 점 $(2, -2)$를 지날 때, 두 곡선으로 둘러싸인 부분의 넓이 $S$를 구하시오. (10점)
문항 9 기하 다이어그램
[그림] 문항 9번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R5-Q9 (10점)]
Step A (30%)$f'(x)=3ax^2$이므로 점 $(4, 64a)$에서의 접선의 방정식은 $y=48a(x-4)+64a=48ax-128a$이고, 점 $(2, -2)$를 지나므로 $-32a=-2 \implies a=\dfrac{1}{16}$이다. (3점)
Step B (40%)$x\ge 0$에서 방정식 $f(x)=x$, 즉 $\dfrac{1}{16}x^3=x$의 해는 $x=0, 4$이고, 직선 $y=x$에 대한 대칭성에 의해 구하는 넓이 $S$는 $y=x$와 $y=f(x)$ 사이의 넓이의 $2$배이다. (4점)
Step C (30%)따라서 $S=2\displaystyle\int_0^4\left(x-\dfrac{1}{16}x^3\right)dx=2\left[\dfrac{1}{2}x^2-\dfrac{1}{64}x^4\right]_0^4=2(8-4)=8$이다. (3점)
최종 정답 $a=\dfrac{1}{16},\ S=8$
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q10-SOL (40/45)
[R5 · Q10] (10점)
모든 항이 양수인 등비수열 $\{z_n\}$이 $z_2 = 6$, $z_4 + z_5 = 72$를 만족시킬 때, 제$6$항 $z_6$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q10 (10점)]
Step A (30%)등비수열 $\{z_n\}$의 공비를 $r$ ($r \gt 0$)이라 하면 $z_4 = 6r^2$, $z_5 = 6r^3$이므로 $6r^2 + 6r^3 = 72 \implies r^3 + r^2 - 12 = 0$이다. (3점)
Step B (40%)인수분해하면 $(r - 2)(r^2 + 3r + 6) = 0$이고, $r^2 + 3r + 6 \gt 0$이며 $r \gt 0$이므로 $r = 2$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 제$6$항은 $z_6 = z_2 \cdot r^4 = 6 \times 2^4 = 96$이다. (3점)
최종 정답 $96$
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 15 · 로그함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q11-SOL (41/45)
[R5 · Q11] (10점)
자연수 $n$에 대하여 직선 $y = n$이 대칭인 두 곡선 $y = \log_{1/2}(x-1)$, $y = \log_{1/2}(9-x)$와 만나는 점을 $P_n, Q_n$이라 하자. 고정점 $R_n(5, 0)$을 꼭짓점으로 하는 삼각형 $P_n Q_n R_n$의 넓이 $a_n$에 대하여 $b_n = 4n - a_n$이라 할 때, $16\displaystyle\sum_{n=1}^4 b_n$을 구하시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[Step-by-Step Solution · R5-Q11 (10점)]
Step A (30%)$P_n\left(1+\left(\dfrac{1}{2}\right)^n, n\right)$, $Q_n\left(9-\left(\dfrac{1}{2}\right)^n, n\right)$이므로 선분 $P_n Q_n$의 길이는 $8 - 2\left(\dfrac{1}{2}\right)^n$이다. (3점)
Step B (40%)점 $R_n(5,0)$과 직선 $y=n$ 사이의 거리는 $n$이므로 $a_n = \dfrac{1}{2}\cdot n\left\{8 - 2\left(\dfrac{1}{2}\right)^n\right\} = 4n - n\left(\dfrac{1}{2}\right)^n$이고, 따라서 $b_n = 4n - a_n = n\left(\dfrac{1}{2}\right)^n$이다. (4점)
Step C (30%)$16\displaystyle\sum_{n=1}^4 b_n = 16\left(\dfrac{1}{2} + \dfrac{2}{4} + \dfrac{3}{8} + \dfrac{4}{16}\right) = 8 + 8 + 6 + 4 = 26$이다. (3점)
최종 정답 $26$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1. 함수의 극한 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-01], [12미적Ⅰ-01-02]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q12-SOL (42/45)
[R5 · Q12] (10점)
다항함수 $B(x)$가 $\displaystyle\lim_{x \to \infty} \dfrac{B(x) - x^3}{x^2} = 4$, $\displaystyle\lim_{x \to 1} \dfrac{B(x)}{x - 1} = 6$을 만족시킬 때, $B(2)$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q12 (10점)]
Step A (30%)첫째 극한 조건에서 $B(x) - x^3$은 최고차항의 계수가 $4$인 이차다항식이므로 $B(x) = x^3 + 4x^2 + ax + b$이다. (3점)
Step B (40%)둘째 극한 조건에서 분모가 $0$으로 수렴하므로 $B(1) = 1 + 4 + a + b = 0$이고, 미분계수의 정의에 의해 $B'(1) = 3 + 8 + a = 6$이다. (4점)
Step C (30%)$a = -5,\ b = 0$이므로 $B(x) = x^3 + 4x^2 - 5x$이고, 따라서 $B(2) = 8 + 16 - 10 = 14$이다. (3점)
최종 정답 $14$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q13-SOL (43/45)
[R5 · Q13] (10점)
삼차방정식 $x^3 - 6x^2 + 9x - k = 0$이 서로 다른 세 실근을 갖도록 하는 모든 정수 $k$의 합을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q13 (10점)]
Step A (30%)$Y(x) = x^3 - 6x^2 + 9x$라 하면 $Y'(x) = 3x^2 - 12x + 9 = 3(x - 1)(x - 3) = 0$에서 $x = 1, 3$이다. (3점)
Step B (40%)함수 $Y(x)$의 극댓값은 $Y(1) = 1 - 6 + 9 = 4$이고, 극솟값은 $Y(3) = 27 - 54 + 27 = 0$이다. (4점)
Step C (30%)서로 다른 세 실근을 가지려면 $0 \lt k \lt 4$이어야 하므로 정수 $k$는 $1, 2, 3$이고 그 합은 $6$이다. (3점)
최종 정답 $6$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q14-SOL (44/45)
[R5 · Q14] (10점)
삼차함수 $U(x)$의 도함수 $U'(x)$가 $U'(x) = 3x^2 - 6x$이고 $U(0) = 2$일 때, 정적분 $\displaystyle\int_0^3 U(x)\,dx$의 값을 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q14 (10점)]
Step A (30%)$U'(x) = 3x^2 - 6x$를 부정적분하면 $U(x) = x^3 - 3x^2 + C$이고, $U(0) = 2$이므로 $U(x) = x^3 - 3x^2 + 2$이다. (3점)
Step B (40%)구하는 정적분은 $\displaystyle\int_0^3 (x^3 - 3x^2 + 2)\,dx = \left[\dfrac{1}{4}x^4 - x^3 + 2x\right]_0^3$이다. (4점)
Step C (30%)대입하여 계산하면 $\dfrac{81}{4} - 27 + 6 = \dfrac{81 - 84}{4} = -\dfrac{3}{4}$이다. (3점)
최종 정답 $-\dfrac{3}{4}$
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] Archive Code: GACHON-C-R5-Q15-SOL (45/45)
[R5 · Q15] (10점)
삼차곡선 $y = x^3 - 2x$ 위의 점 $(1, -1)$에서의 접선과 이 삼차곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이 $S$를 기약분수로 구하시오. (10점)
[Step-by-Step Solution · R5-Q15 (10점)]
Step A (30%)$y' = 3x^2 - 2$이므로 점 $(1, -1)$에서의 접선의 기울기는 $1$이고, 접선의 방정식은 $y = (x - 1) - 1 = x - 2$이다. (3점)
Step B (40%)곡선과 접선의 교점은 $x^3 - 2x = x - 2 \iff x^3 - 3x + 2 = (x - 1)^2(x + 2) = 0$에서 $x = -2, 1$이다. (4점)
Step C (30%)따라서 넓이는 $S = \displaystyle\int_{-2}^1 (x^3 - 3x + 2)\,dx = \left[\dfrac{1}{4}x^4 - \dfrac{3}{2}x^2 + 2x\right]_{-2}^1 = \left(\dfrac{1}{4} - \dfrac{3}{2} + 2\right) - (4 - 6 - 4) = \dfrac{3}{4} + 6 = \dfrac{27}{4}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{27}{4}$
2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연D형 (신소재·화공생명·배터리공학군) 모의고사 제1회 수학해설집
Track B (3점 · 4점 · 3점 = 10점) | 9 Pages
[출처: 대수 교과서 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.19 유제 12 · 예제 2·문제 4, p.38 기본 익히기 연계 | 성취기준: [12대수02-02]] 자연D형 제1회 #7 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 지수와 로그의 정의 및 밑변환 공식을 적용하여 주어진 대수식의 값을 구합니다.
[제1회 #7] (10점)
$a \gt 0,\ b \gt 0$이고, 함수 $f(x)=a\sin\dfrac{x}{2b}+c$의 주기가 $4\pi$, 최솟값이 $-3$이다. $f\left(\dfrac{\pi}{3}\right)=0$일 때, $a\times b\times c$의 값을 구하는 과정을 서술하시오. (단, $a, b, c$는 상수이다.)
[Track B · 자연D형 제1회 #7 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)주기는 $\dfrac{2\pi}{\frac{1}{2b}}=4\pi b=4\pi$이므로 $b=1$이고, $a \gt 0$이므로 최솟값은 $-a+c=-3$이다. (3점)
2줄 (40%)$f\left(\dfrac{\pi}{3}\right)=a\sin\dfrac{\pi}{6}+c=\dfrac{a}{2}+c=0$에서 $c=-\dfrac{a}{2}$이므로 $-\dfrac{3a}{2}=-3$, 즉 $a=2,\ c=-1$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $a\times b\times c=2\times1\times(-1)=-2$이다. (3점)
최종 정답 $-2$
Step [문항 7] 삼각함수의 그래프 — 주기·최솟값·함숫값 Score
Step 1 자연D형 제1회 #7 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 지수와 로그의 정의 및 밑변환 공식을 적용하여 주어진 대수식의 값을 구합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $-2$ 3점
[출처: 대수 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 12 · 로그함수의 그래프 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 12 · 연계 | 성취기준: [12대수01-07], [12미적Ⅰ-02-04]] 자연D형 제1회 #8 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 삼각함수의 주기와 그래프의 대칭성 및 삼각방정식의 해 조건을 활용합니다.
[제1회 #8] (10점)
일차함수 $f(x)=a(x+2)$와 이차함수 $g(x)=b(x+c)^2$이 모든 실수 $x$에 대하여 다음 조건을 만족시킨다.
(가) $\{f(x)\}^2-4g(x)=8x+12$
(나) $f(x)-g'(x)=2$
두 함수 $y=\log_2 f(x)$, $y=\log_2\sqrt{g(x)}$의 그래프가 만나는 점의 $x$좌표를 구하는 과정을 서술하시오. (단, $a, b, c$는 상수이다.)
[Track B · 자연D형 제1회 #8 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)(나)에서 $a(x+2)-2b(x+c)=2$가 항등식이므로 $a=2b,\ 2a-2bc=2$이고, (가)의 $x^2$의 계수를 비교하면 $a^2=4b$이다. (3점)
2줄 (40%)$4b^2=4b,\ b\ne0$이므로 $b=1,\ a=2,\ c=1$이고 (가)의 나머지 계수도 성립한다. 즉 $f(x)=2(x+2),\ g(x)=(x+1)^2$이다. (4점)
3줄 (30%)진수 조건 $x \gt -2,\ x\ne-1$에서 $2(x+2)=|x+1|$을 풀면 $x \gt -1$일 때 $x=-3$(부적합), $-2 \lt x \lt -1$일 때 $x=-\dfrac{5}{3}$이다. (3점)
최종 정답 $x=-\dfrac{5}{3}$
Step [문항 8] 항등식·도함수 + 로그함수 그래프의 교점 Score
Step 1 자연D형 제1회 #8 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 삼각함수의 주기와 그래프의 대칭성 및 삼각방정식의 해 조건을 활용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $x=-\dfrac{5}{3}$ 3점
[출처: 대수 Ⅰ-1 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.18–19 유제 12 · 로그의 정의와 성질 연계 | 성취기준: [12대수01-04], [12대수03-03] ※ 등비수열 단원 PDF는 DB 미수록] 자연D형 제1회 #9 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 등차·등비수열의 합 공식과 시그마의 성질을 이용하여 부분합을 계산합니다.
[제1회 #9] (10점)
첫째항이 $2\sqrt{2}$인 등비수열 $\{a_n\}$에 대하여 $\log_2\dfrac{a_2a_8}{a_3a_4a_6}=6$일 때, $a_m=\dfrac{1}{2^{21}}$을 만족시키는 자연수 $m$과 공비의 값을 모두 구하는 과정을 서술하시오.
[Track B · 자연D형 제1회 #9 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)등비중항의 성질에 의해 $a_2a_8=a_5^{\,2}=a_4a_6$이므로 $\dfrac{a_2a_8}{a_3a_4a_6}=\dfrac{1}{a_3}$이고, $\log_2\dfrac{1}{a_3}=6$에서 $a_3=2^{-6}$이다. (3점)
2줄 (40%)공비를 $r$이라 하면 $a_3=2^{\frac{3}{2}}r^2=2^{-6}$이므로 $r^2=2^{-\frac{15}{2}}$, 즉 $r=\pm2^{-\frac{15}{4}}$이다. (4점)
3줄 (30%)$a_m=2^{\frac{3}{2}}r^{m-1}=2^{-21} \gt 0$이려면 $m-1$은 짝수이고 $\dfrac{3}{2}-\dfrac{15}{4}(m-1)=-21$이므로 $m=7$이다. (두 공비 모두 성립) (3점)
최종 정답 $m=7,\ r=\pm2^{-\frac{15}{4}}$
Step [문항 9] 로그의 정의·지수법칙 + 등비수열 Score
Step 1 자연D형 제1회 #9 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 등차·등비수열의 합 공식과 시그마의 성질을 이용하여 부분합을 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $m=7,\ r=\pm2^{-\frac{15}{4}}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.5 유제 12 · (교과서 12쪽) 예제 1 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–25 유제 12 · (교과서 135–136쪽) 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제1회 #10 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | $A(4,2)$에서 $T(t) = \sqrt{t}(2-\sqrt{t})$와 $S(t) = (64-t^3)/3$을 구해 $(2-\sqrt{t})$ 인수를 약분합니다.
[제1회 #10] (10점)
직선 $y=\dfrac{1}{2}x$가 곡선 $y=\sqrt{x}$와 만나는 점 중 원점 $O$가 아닌 점을 $A$라 하고, 점 $B(t,\sqrt{t})$에 대하여 삼각형 $OAB$의 넓이를 $T(t)$라 하자. 곡선 $y=x^2$과 $x$축 및 두 직선 $x=t,\ x=4$로 둘러싸인 부분의 넓이를 $S(t)$라 할 때, $\displaystyle\lim_{t\to4-}\dfrac{S(t)}{T(t)}$의 값을 구하는 과정을 서술하시오. (단, $0 \lt t \lt 4$)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제1회 #10 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$A(4,2)$이므로 $T(t)=\dfrac{1}{2}\left|4\sqrt{t}-2t\right|=\sqrt{t}\,(2-\sqrt{t})$이고, $S(t)=\displaystyle\int_t^4x^2\,dx=\dfrac{64-t^3}{3}$이다. (3점)
2줄 (40%)$64-t^3=(4-t)(16+4t+t^2)=(2-\sqrt{t})(2+\sqrt{t})(16+4t+t^2)$이므로 $\dfrac{S(t)}{T(t)}=\dfrac{(2+\sqrt{t})(16+4t+t^2)}{3\sqrt{t}}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to4-}\dfrac{S(t)}{T(t)}=\dfrac{4\times48}{3\times2}=32$이다. (3점)
최종 정답 $32$
Step [문항 10] 함수의 극한 + 넓이(정적분) Score
Step 1 자연D형 제1회 #10 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 $A(4,2)$에서 $T(t) = \sqrt{t}(2-\sqrt{t})$와 $S(t) = (64-t^3)/3$을 구해 $(2-\sqrt{t})$ 인수를 약분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $32$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.42 유제 12 · (교과서 91쪽) 사차함수 그래프 개형, PDF p.46–47 (교과서 95–96쪽) 실근의 개수 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] 자연D형 제1회 #11 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 구간별 함수의 연속성과 미분가능성 정의를 적용하여 미정계수를 연립합니다.
[제1회 #11] (10점)
사차함수 $f(x)=\dfrac{1}{4}x^4-2x^2+2$가 있다. 실수 $t$에 대하여 방정식 $|f(x)|=t$의 서로 다른 실근의 개수를 $g(t)$라 할 때, $\displaystyle\lim_{t\to2+}g(t)+\lim_{t\to2-}g(t)+g(2)$의 값을 구하는 과정을 서술하시오.
[Track B · 자연D형 제1회 #11 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$f'(x)=x^3-4x=x(x+2)(x-2)$이므로 $f(x)$는 극댓값 $f(0)=2$, 극솟값 $f(\pm2)=-2$를 갖고, $y=|f(x)|$는 $x=-2,0,2$에서 극댓값 $2$를 갖는다. (3점)
2줄 (40%)$y=|f(x)|$와 직선 $y=t$의 교점을 세면 $0 \lt t \lt 2$일 때 $8$개, $t=2$일 때 $5$개($x=-2,0,2$와 바깥 $2$개), $t \gt 2$일 때 $2$개이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to2+}g(t)+\lim_{t\to2-}g(t)+g(2)=2+8+5=15$이다. (3점)
최종 정답 $15$
Step [문항 11] 그래프의 개형과 실근의 개수 + 한쪽 극한 Score
Step 1 자연D형 제1회 #11 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 구간별 함수의 연속성과 미분가능성 정의를 적용하여 미정계수를 연립합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $15$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.16 유제 12 · (교과서 23쪽) 함수의 극한의 대소 관계 / Ⅲ-1 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.16–17 유제 12 · (교과서 127–128쪽) 적분과 미분의 관계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-04], [12미적Ⅰ-02-07]] 자연D형 제1회 #12 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 접선의 기울기와 도함수의 극값 성질을 이용하여 다항함수의 식을 완성합니다.
[제1회 #12] (10점)
다음 조건을 만족시키는 모든 다항함수 $f(x)$에 대하여 $f(-1)$의 최솟값을 구하는 과정을 서술하시오. (단, $f(x)$의 계수는 모두 정수이다.)
(가) $x\ge1$인 모든 실수 $x$에 대하여 $x^2 \lt f\left(\dfrac{x-1}{3}\right)$이다.
(나) $x\ge2$인 모든 실수 $x$에 대하여 $f\left(\dfrac{x-2}{3}\right) \lt x^2$이다.
(다) 함수 $\displaystyle\int_0^x f(t)\,dt$는 $x=-\dfrac{1}{3}$에서 극값을 갖는다.
[Track B · 자연D형 제1회 #12 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$u\ge0$에 대하여 $(3u+1)^2 \lt f(u) \lt (3u+2)^2$이므로 극한의 대소 관계에서 $f(u)=9u^2+pu+q$이고, $6u+1 \lt pu+q \lt 12u+4$에서 $6\le p\le12,\ q\in\{2,3\}$이다. (3점)
2줄 (40%)(다)에서 $f\left(-\dfrac13\right)=1-\dfrac{p}{3}+q=0$이므로 $p=3q+3$이고, $(p,q)=(9,2),(12,3)$은 모두 범위를 만족하며 판별식이 양수라 부호가 바뀐다. (4점)
3줄 (30%)$f(-1)=9-p+q$의 값은 $2$ 또는 $0$이므로 최솟값은 $0$이다. (3점)
최종 정답 $0$
Step [문항 12] 함수의 극한의 대소 관계 + 정적분으로 정의된 함수의 극값 Score
Step 1 자연D형 제1회 #12 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 접선의 기울기와 도함수의 극값 성질을 이용하여 다항함수의 식을 완성합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $0$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.26 유제 12 · (교과서 75쪽) 예제 3 점에서 그은 접선 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.26 유제 12 · (교과서 137쪽) 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제1회 #13 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 실근 개수 함수 $g(t)$가 $2$만큼 변하는 불연속점 $t=4, -\sqrt[3]{4a}$의 합에서 $a=2$를 구하고 접선과 넓이를 적분합니다.
[제1회 #13] (10점)
상수 $a\ (a \gt 0)$에 대하여 함수 $f(x)=\begin{cases}x^3 & (x \lt 0)\\ ax(x-4) & (x\ge0)\end{cases}$이다. 실수 $t$에 대하여 $x$에 대한 방정식 $f(x)=f(t)$의 서로 다른 실근의 개수를 $g(t)$라 하고, 점 $(0,-18)$에서 곡선 $y=f(x)$에 그은 접선의 방정식을 $y=h(x)$라 하자. $\left|\displaystyle\lim_{t\to k+}g(t)-\lim_{t\to k-}g(t)\right|=2$를 만족시키는 모든 실수 $k$의 값의 합이 $2$일 때, 곡선 $y=ax(x-4)$와 $y$축 및 직선 $y=h(x)$로 둘러싸인 부분의 넓이를 구하는 과정을 서술하시오.
문항 13 기하 다이어그램
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제1회 #13 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$y=f(x)$와 직선 $y=c$의 교점은 $c \gt 0$: 1개, $c=0$: 2개, $-4a \lt c \lt 0$: 3개, $c=-4a$: 2개, $c \lt -4a$: 1개이므로, $g(t)$가 $2$만큼 뛰는 곳은 $f(t)=-4a$를 가로지르는 $t=-\sqrt[3]{4a}$와 $f(t)=0$을 가로지르는 $t=4$이다. (3점)
2줄 (40%)$4-\sqrt[3]{4a}=2$에서 $a=2$이다. 접점 $(s,2s^2-8s)\ (s\ge0)$의 접선 $y=(4s-8)(x-s)+2s^2-8s$가 $(0,-18)$을 지나므로 $-2s^2=-18,\ s=3$, 즉 $h(x)=4x-18$이다. (4점)
3줄 (30%)구하는 넓이는 $\displaystyle\int_0^3\{(2x^2-8x)-(4x-18)\}dx=\int_0^3 2(x-3)^2dx=18$이다. (3점)
최종 정답 $18$
Step [문항 13] 실근의 개수 함수의 불연속 + 접선 + 넓이 Score
Step 1 자연D형 제1회 #13 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 실근 개수 함수 $g(t)$가 $2$만큼 변하는 불연속점 $t=4, -\sqrt[3]{4a}$의 합에서 $a=2$를 구하고 접선과 넓이를 적분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $18$ 3점
[출처: 대수 Ⅱ-1 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.25 유제 12 · 예제 4, p.26 예제 5 삼각방정식 연계 | 성취기준: [12대수02-02]] 자연D형 제1회 #14 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 정적분으로 정의된 함수의 위끝·아래끝 성질과 미분법을 결합합니다.
[제1회 #14] (10점)
$0\le x\le\dfrac{4\pi}{3}$일 때, 방정식 $$\sin^2\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)+a\sin\left(x+\dfrac{5\pi}{6}\right)-a\cos\left(x+\dfrac{4\pi}{3}\right)+3a-4=0$$의 서로 다른 실근의 개수가 $2$가 되도록 하는 정수 $a$의 값을 모두 구하는 과정을 서술하시오.
[Track B · 자연D형 제1회 #14 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$\theta=x+\dfrac{\pi}{3}\in\left[\dfrac{\pi}{3},\dfrac{5\pi}{3}\right]$, $c=\cos\theta$라 하면 $\sin\left(x+\dfrac{5\pi}{6}\right)=c,\ \cos\left(x+\dfrac{4\pi}{3}\right)=-c$이므로 방정식은 $c^2+3=a(2c+3)$이다. (3점)
2줄 (40%)$c\in[-1,\tfrac12]$이고 $c=-1$이면 $x$는 1개, $-1 \lt c\le\tfrac12$이면 2개이다. $\varphi(c)=\dfrac{c^2+3}{2c+3}$은 $\varphi'(c)=\dfrac{2(c^2+3c-3)}{(2c+3)^2} \lt 0$이라 감소하고 $\varphi(-1)=4,\ \varphi(\tfrac12)=\tfrac{13}{16}$이다. (4점)
3줄 (30%)실근이 2개 $\iff \dfrac{13}{16}\le a \lt 4$이므로 정수 $a$는 $1,\ 2,\ 3$이다. (3점)
최종 정답 $a=1,\ 2,\ 3$
Step [문항 14] 삼각함수를 포함한 방정식의 실근의 개수 Score
Step 1 자연D형 제1회 #14 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 정적분으로 정의된 함수의 위끝·아래끝 성질과 미분법을 결합합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $a=1,\ 2,\ 3$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.24–25 유제 12 · (교과서 73–74쪽) 접선의 방정식, PDF p.58 (교과서 107쪽) 대단원 평가 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-07]] 자연D형 제1회 #15 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 | 수열의 귀납적 정의와 점화식 규칙을 단계별로 추적하여 목표 항을 구합니다.
[제1회 #15] (10점)
최고차항의 계수가 $1$인 삼차함수 $f(x)$가 다음 조건을 만족시킨다.
(가) 곡선 $y=f(x)$ 위의 점 $(2, f(2))$에서의 접선의 방정식이 $y=-3x+9$이다.
(나) $f(0)=1$
함수 $f(x)$의 극댓값과 극솟값을 모두 구하는 과정을 서술하시오.
[Track B · 자연D형 제1회 #15 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$f(x)=x^3+bx^2+cx+1$이라 하면 (가)에서 $f(2)=-6+9=3,\ f'(2)=-3$이다. (3점)
2줄 (40%)$8+4b+2c+1=3,\ 12+4b+c=-3$을 연립하면 $b=-6,\ c=9$이므로 $f'(x)=3x^2-12x+9=3(x-1)(x-3)$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 극댓값은 $f(1)=5$, 극솟값은 $f(3)=1$이다. (3점)
최종 정답 극댓값 $5$, 극솟값 $1$
Step [문항 15] 접선의 방정식 + 극대·극소 Score
Step 1 자연D형 제1회 #15 · 2026 기출 1:1 동형 아키타입 3점
Step 2 수열의 귀납적 정의와 점화식 규칙을 단계별로 추적하여 목표 항을 구합니다. 4점
Step 3 최종 정답: 극댓값 $5$, 극솟값 $1$ 3점
2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연D형 (신소재·화공생명·배터리공학군) 모의고사 제2회 수학해설집
Track B (3점 · 4점 · 3점 = 10점) | 9 Pages
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]] 화공생명 2회 #7 · $a^{1/2}+a^{-1/2}$의 제곱과 세제곱 공식 결합 | $t = a^{1/2}+a^{-1/2}=4$로 두고 $a+a^{-1}=t^2-2$, $a^2+a^{-2}=(a+a^{-1})^2-2$, $a^{3/2}+a^{-3/2}=t^3-3t$를 차례로 계산합니다.
[제2회 #7] (10점)
양수 $a$가 $a^{1/2} + a^{-1/2} = 4$를 만족시킬 때, $\dfrac{a^2 + a^{-2} + 2}{a^{3/2} + a^{-3/2}}$의 값을 기약분수로 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #7 · $a^{1/2}+a^{-1/2}$의 제곱과 세제곱 공식 결합 (10점)]
1줄 (30%)$a^{1/2} + a^{-1/2} = 4$의 양변을 제곱하면 $a + 2 + a^{-1} = 16 \implies a + a^{-1} = 14$이다. (3점)
2줄 (40%)다시 양변을 제곱하면 $a^2 + a^{-2} = 14^2 - 2 = 194$이고, 세제곱 공식에서 $a^{3/2} + a^{-3/2} = 4^3 - 3(4) = 52$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 구하는 값은 $\dfrac{194 + 2}{52} = \dfrac{196}{52} = \dfrac{49}{13}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{49}{13}$
Step [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 대칭 지수식의 거듭제곱 변형 Score
Step 1 화공생명 2회 #7 · $a^{1/2}+a^{-1/2}$의 제곱과 세제곱 공식 결합 3점
Step 2 $t = a^{1/2}+a^{-1/2}=4$로 두고 $a+a^{-1}=t^2-2$, $a^2+a^{-2}=(a+a^{-1})^2-2$, $a^{3/2}+a^{-3/2}=t^3-3t$를 차례로 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{49}{13}$ 3점
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.13 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] 화공생명 2회 #8 · 코사인함수의 주기성과 대칭 축 합산 | 코사인함수의 주기 공식 $P = \frac{2\pi}{\pi/4}$와 대칭성 $\cos(\pi-\theta) = -\cos\theta$를 활용합니다.
[제2회 #8] (10점)
함수 $\psi(x) = 3\cos\dfrac{\pi x}{4} + 2$의 주기를 $P$라 할 때, $P + \psi(1) + \psi(2) + \psi(3) + \psi(4)$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #8 · 코사인함수의 주기성과 대칭 축 합산 (10점)]
1줄 (30%)함수 $\psi(x)$의 주기는 $P = \dfrac{2\pi}{\pi/4} = 8$이다. (3점)
2줄 (40%)$\cos\dfrac{3\pi}{4} = -\cos\dfrac{\pi}{4}$이고 $\cos\dfrac{2\pi}{4} = 0$, $\cos\pi = -1$이므로 $\psi(1) + \psi(3) = 4$, $\psi(2) = 2$, $\psi(4) = -3 + 2 = -1$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 구하는 합은 $8 + 4 + 2 + (-1) = 13$이다. (3점)
최종 정답 $13$
Step [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각함수의 주기와 대칭성을 이용한 함수값의 합 Score
Step 1 화공생명 2회 #8 · 코사인함수의 주기성과 대칭 축 합산 3점
Step 2 코사인함수의 주기 공식 $P = \frac{2\pi}{\pi/4}$와 대칭성 $\cos(\pi-\theta) = -\cos\theta$를 활용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $13$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] 화공생명 2회 #9 · 등비수열의 로그 변환을 통한 등차수열의 합 | 일반항 $b_k = 2 \cdot 4^{k-1} = 2^{2k-1}$을 구하여 $\log_2 b_k = 2k-1$로 변환합니다.
[제2회 #9] (10점)
첫째항이 $2$이고 공비가 $4$인 등비수열 $\{b_n\}$에 대하여 $\displaystyle\sum_{k=1}^{10} \log_2 b_k$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #9 · 등비수열의 로그 변환을 통한 등차수열의 합 (10점)]
1줄 (30%)수열 $\{b_n\}$의 일반항은 $b_k = 2 \cdot 4^{k-1} = 2 \cdot 2^{2k-2} = 2^{2k-1}$이다. (3점)
2줄 (40%)따라서 $\log_2 b_k = \log_2 2^{2k-1} = 2k - 1$이다. (4점)
3줄 (30%)구하는 합은 $\displaystyle\sum_{k=1}^{10} (2k - 1) = 10^2 = 100$이다. (3점)
최종 정답 $100$
Step [문항 9] Ⅲ. 수열 — 로그가 결합된 등비수열의 일반항과 급수 합 Score
Step 1 화공생명 2회 #9 · 등비수열의 로그 변환을 통한 등차수열의 합 3점
Step 2 일반항 $b_k = 2 \cdot 4^{k-1} = 2^{2k-1}$을 구하여 $\log_2 b_k = 2k-1$로 변환합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $100$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.5–9 유제 12 · (교과서 12–16쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–26 유제 12 · (교과서 135–137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제2회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $T(t) = \frac{1}{2}\sqrt{t}(1-\sqrt{t})$와 $S(t) = \frac{1}{6}(1-t)^2(1+2t)$에서 공통 영인자 $(1-\sqrt{t})^2$을 약분합니다.
[제2회 #10] (10점)
원점 $O$가 아닌 교점 $A$에서 만나는 직선 $y=x$와 무리곡선 $y=\sqrt{x}$가 있다. 곡선 위의 동점 $B(t, \sqrt{t})$ ($0 \lt t \lt 1$)에 대하여 삼각형 $OAB$의 넓이를 $T(t)$라 하고, 직선 $y=x$와 포물선 $y=x^2$ 및 직선 $x=t$로 둘러싸인 넓이를 $S(t)$라 할 때, 극한 $\displaystyle\lim_{t\to 1-} \dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}$을 구하시오. (10점)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제2회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$A(1,1)$이므로 $T(t)=\dfrac12(\sqrt{t}-t)=\dfrac12\sqrt{t}(1-\sqrt{t})$이고, $S(t)=\displaystyle\int_t^1(x-x^2)dx=\dfrac{1-3t^2+2t^3}{6}=\dfrac{(1-t)^2(1+2t)}{6}$이다. (3점)
2줄 (40%)$(1-t)^2=(1-\sqrt{t})^2(1+\sqrt{t})^2$이므로 $\dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}=\dfrac{4(1+\sqrt{t})^2(1+2t)}{6t}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to1-}\dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}=\dfrac{4\times4\times3}{6}=8$이다. (3점)
최종 정답 $8$
Step [문항 10] 두 곡선 사이 넓이 + 2차 무한소 비의 극한 Score
Step 1 자연D형 제2회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 $T(t) = \frac{1}{2}\sqrt{t}(1-\sqrt{t})$와 $S(t) = \frac{1}{6}(1-t)^2(1+2t)$에서 공통 영인자 $(1-\sqrt{t})^2$을 약분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $8$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.2 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-01], [12미적Ⅰ-02-03], [12미적Ⅰ-02-04]] 화공생명 2회 #11 · 두 다항함수의 곱의 미분계수 연립 | 세 함수의 곱의 미분법 $(uvw)' = u'vw + uv'w + uvw'$에 $x=1$을 대입합니다.
[제2회 #11] (10점)
두 다항함수 $\phi(x), \omega(x)$가 $\phi(1) = 3,\ \phi'(1) = -2,\ \omega(1) = 4,\ \omega'(1) = 5$를 만족시킬 때, 곡선 $y = (x^2 + 1)\phi(x)\omega(x)$ 위의 점 $(1, 24)$에서의 접선의 기울기를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #11 · 두 다항함수의 곱의 미분계수 연립 (10점)]
1줄 (30%)$K(x) = (x^2 + 1)\phi(x)\omega(x)$로 놓으면 $K'(x) = 2x\phi(x)\omega(x) + (x^2 + 1)\phi'(x)\omega(x) + (x^2 + 1)\phi(x)\omega'(x)$이다. (3점)
2줄 (40%)$x = 1$을 대입하면 $K'(1) = 2(3)(4) + 2(-2)(4) + 2(3)(5)$이다. (4점)
3줄 (30%)계산하면 $K'(1) = 24 - 16 + 30 = 38$이다. (3점)
최종 정답 $38$
Step [문항 11] Ⅱ. 미분계수와 도함수 — 곱의 미분법과 접선의 기울기 Score
Step 1 화공생명 2회 #11 · 두 다항함수의 곱의 미분계수 연립 3점
Step 2 세 함수의 곱의 미분법 $(uvw)' = u'vw + uv'w + uvw'$에 $x=1$을 대입합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $38$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] 화공생명 2회 #12 · 이차 도함수의 두 실근 간격과 극값 차 공식 | 도함수 $G'(x)=6(x-1)(x-2)=0$에서 극대점 $x=1$과 극소점 $x=2$를 구합니다.
[제2회 #12] (10점)
삼차함수 $G(x) = 2x^3 - 9x^2 + 12x + 5$의 극댓값 $M$과 극솟값 $m$에 대하여 $M + m$과 $M - m$의 값을 각각 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #12 · 이차 도함수의 두 실근 간격과 극값 차 공식 (10점)]
1줄 (30%)$G'(x) = 6x^2 - 18x + 12 = 6(x - 1)(x - 2) = 0$이므로 $x = 1$에서 극대, $x = 2$에서 극소이다. (3점)
2줄 (40%)극댓값은 $M = G(1) = 2 - 9 + 12 + 5 = 10$이고, 극솟값은 $m = G(2) = 16 - 36 + 24 + 5 = 9$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $M + m = 19$이고 $M - m = 1$이다. (3점)
최종 정답 $M + m = 19,\ M - m = 1$
Step [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수의 극댓값과 극솟값의 차 Score
Step 1 화공생명 2회 #12 · 이차 도함수의 두 실근 간격과 극값 차 공식 3점
Step 2 도함수 $G'(x)=6(x-1)(x-2)=0$에서 극대점 $x=1$과 극소점 $x=2$를 구합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $M + m = 19,\ M - m = 1$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.26 유제 12 · (교과서 75쪽) 예제 3 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.26 유제 12 · (교과서 137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제2회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | 불연속 도약점 $t=3$과 $t=-\sqrt[3]{9a/4}$의 합이 $0$임에서 $a=12$를 구하고 접점 $s=2$를 찾아 적분합니다.
[제2회 #13] (10점)
양수 $a$에 대하여 구간별 함수 $f(x)=\begin{cases}x^3 & (x \lt 0)\\ ax(x-3) & (x\ge 0)\end{cases}$이 주어져 있다. 방정식 $f(x)=f(t)$의 서로 다른 실근의 개수를 $g(t)$라 할 때, $\left|\displaystyle\lim_{t\to k+}g(t)-\lim_{t\to k-}g(t)\right|=2$인 모든 실수 $k$의 합이 $0$이다. 점 $(0,-48)$에서 곡선에 그은 접선 $y=h(x)$와 곡선 $y=ax(x-3)$ 및 $y$축으로 둘러싸인 넓이를 구하시오. (10점)
문항 13 기하 다이어그램
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제2회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$ax(x-3)$의 최솟값은 $-\dfrac{9a}{4}$이므로 $g(t)$가 $2$만큼 뛰는 곳은 $t=-\sqrt[3]{\dfrac{9a}{4}}$와 $t=3$이다. ($t=0,\ \tfrac32$에서는 양쪽 극한이 같다.) (3점)
2줄 (40%)$3-\sqrt[3]{\dfrac{9a}{4}}=0$에서 $a=12$이다. 접점 $(s,12s^2-36s)$의 접선이 $(0,-48)$을 지나므로 $-12s^2=-48,\ s=2$, 즉 $h(x)=12x-48$이다. ($x \lt 0$ 부분은 $s^3=24 \gt 0$이 되어 부적합) (4점)
3줄 (30%)구하는 넓이는 $\displaystyle\int_0^2\{(12x^2-36x)-(12x-48)\}dx=\int_0^2 12(x-2)^2dx=32$이다. (3점)
최종 정답 $32$
Step [문항 13] 실근의 개수 함수의 불연속 + 접선 + 넓이 Score
Step 1 자연D형 제2회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 불연속 도약점 $t=3$과 $t=-\sqrt[3]{9a/4}$의 합이 $0$임에서 $a=12$를 구하고 접점 $s=2$를 찾아 적분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $32$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] 화공생명 2회 #14 · 정적분의 구간 결합 성질 $\int_a^c + \int_c^b = \int_a^b$ | 피적분함수가 동일하고 위끝·아래끝이 $2$로 이어지므로 단일 정적분 $\int_{-1}^3$으로 합쳐 계산합니다.
[제2회 #14] (10점)
정적분 $I = \displaystyle\int_{-1}^2 (4x^3 - 6x^2 + 2)\,dx + \int_2^3 (4x^3 - 6x^2 + 2)\,dx$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #14 · 정적분의 구간 결합 성질 $\int_a^c + \int_c^b = \int_a^b$ (10점)]
1줄 (30%)정적분의 성질에 의하여 $I = \displaystyle\int_{-1}^3 (4x^3 - 6x^2 + 2)\,dx$이다. (3점)
2줄 (40%)부정적분을 구하면 $\left[x^4 - 2x^3 + 2x\right]_{-1}^3$이다. (4점)
3줄 (30%)위끝과 아래끝을 대입하면 $(81 - 54 + 6) - (1 + 2 - 2) = 33 - 1 = 32$이다. (3점)
최종 정답 $32$
Step [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 구간이 분리된 정적분 결합과 극값 적분 Score
Step 1 화공생명 2회 #14 · 정적분의 구간 결합 성질 $\int_a^c + \int_c^b = \int_a^b$ 3점
Step 2 피적분함수가 동일하고 위끝·아래끝이 $2$로 이어지므로 단일 정적분 $\int_{-1}^3$으로 합쳐 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $32$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] 화공생명 2회 #15 · $a_{n+1} - a_n = 2n + 1$ 꼴의 축차대입 합산 | $k=1$부터 $9$까지 $c_{k+1}-c_k = 2k+3$을 변변 더하여 $c_{10} = c_1 + \sum_{k=1}^9 (2k+3)$으로 계산합니다.
[제2회 #15] (10점)
수열 $\{c_n\}$이 $c_1 = 3$이고 모든 자연수 $n$에 대하여 $c_{n+1} = c_n + 2n + 3$을 만족시킬 때, $c_{10}$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 2회 #15 · $a_{n+1} - a_n = 2n + 1$ 꼴의 축차대입 합산 (10점)]
1줄 (30%)주어진 관계식을 변형하면 $c_{k+1} - c_k = 2k + 3$이다. (3점)
2줄 (40%)$k = 1, 2, \ldots, 9$를 대입하여 변변 더하면 $c_{10} = c_1 + \displaystyle\sum_{k=1}^9 (2k + 3)$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $c_{10} = 3 + 2\times\dfrac{9\times 10}{2} + 3\times 9 = 3 + 90 + 27 = 120$이다. (3점)
최종 정답 $120$
Step [문항 15] Ⅲ. 수열의 귀납적 정의 — 계차 구조 점화식과 제10항 추론 Score
Step 1 화공생명 2회 #15 · $a_{n+1} - a_n = 2n + 1$ 꼴의 축차대입 합산 3점
Step 2 $k=1$부터 $9$까지 $c_{k+1}-c_k = 2k+3$을 변변 더하여 $c_{10} = c_1 + \sum_{k=1}^9 (2k+3)$으로 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $120$ 3점
2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연D형 (신소재·화공생명·배터리공학군) 모의고사 제3회 수학해설집
Track B (3점 · 4점 · 3점 = 10점) | 9 Pages
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.18 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수01-04], [12대수01-05]] 화공생명 3회 #7 · 로그 밑변환 연쇄 소거와 거듭제곱 지수 정리 | 첫째 괄호는 밑을 $2$로, 둘째 괄호는 밑을 $3$으로 통일한 뒤 $\log_2 3 \cdot \log_3 2 = 1$을 적용합니다.
[제3회 #7] (10점)
로그 연산식 $E = (\log_2 9 + \log_4 3)(\log_3 16 + \log_9 4)$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #7 · 로그 밑변환 연쇄 소거와 거듭제곱 지수 정리 (10점)]
1줄 (30%)첫째 인수를 밑 $2$로 통일하면 $\log_2 3^2 + \log_{2^2} 3 = 2\log_2 3 + \dfrac{1}{2}\log_2 3 = \dfrac{5}{2}\log_2 3$이다. (3점)
2줄 (40%)둘째 인수를 밑 $3$으로 통일하면 $\log_3 2^4 + \log_{3^2} 2^2 = 4\log_3 2 + \log_3 2 = 5\log_3 2$이다. (4점)
3줄 (30%)밑변환 공식에 의해 $\log_2 3 \cdot \log_3 2 = 1$이므로 $E = \dfrac{5}{2} \times 5 = \dfrac{25}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{25}{2}$
Step [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 상용로그와 밑변환 연쇄 곱 Score
Step 1 화공생명 3회 #7 · 로그 밑변환 연쇄 소거와 거듭제곱 지수 정리 3점
Step 2 첫째 괄호는 밑을 $2$로, 둘째 괄호는 밑을 $3$으로 통일한 뒤 $\log_2 3 \cdot \log_3 2 = 1$을 적용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{25}{2}$ 3점
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수02-03]] 화공생명 3회 #8 · 예각삼각형의 넓이 조건으로부터 끼인각과 대변 길이 추론 | 넓이 공식 $\frac{1}{2}\cdot 5\cdot 8\sin B = 10\sqrt{3}$으로 예각 $B$를 구한 뒤 코사인법칙을 적용합니다.
[제3회 #8] (10점)
예각삼각형 $ABC$에서 $\overline{AB} = 5$, $\overline{BC} = 8$이고 삼각형 $ABC$의 넓이가 $10\sqrt{3}$일 때, 변 $AC$의 길이를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #8 · 예각삼각형의 넓이 조건으로부터 끼인각과 대변 길이 추론 (10점)]
1줄 (30%)삼각형의 넓이 공식에서 $\dfrac{1}{2} \times 5 \times 8 \sin B = 20\sin B = 10\sqrt{3}$이므로 $\sin B = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$이다. (3점)
2줄 (40%)삼각형 $ABC$가 예각삼각형이므로 $B = \dfrac{\pi}{3}$이고 $\cos B = \dfrac{1}{2}$이다. (4점)
3줄 (30%)코사인법칙에 의해 $\overline{AC}^2 = 5^2 + 8^2 - 2\cdot 5\cdot 8\cos\dfrac{\pi}{3} = 25 + 64 - 40 = 49$이므로 $\overline{AC} = 7$이다. (3점)
최종 정답 $7$
Step [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각형의 넓이와 코사인법칙의 결합 Score
Step 1 화공생명 3회 #8 · 예각삼각형의 넓이 조건으로부터 끼인각과 대변 길이 추론 3점
Step 2 넓이 공식 $\frac{1}{2}\cdot 5\cdot 8\sin B = 10\sqrt{3}$으로 예각 $B$를 구한 뒤 코사인법칙을 적용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $7$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] 화공생명 3회 #9 · $\sum k^2$과 $\sum k$ 공식의 결합 연산 | 일반항을 $3k^2 + 5k - 2$로 전개한 뒤 자연수 거듭제곱의 합 공식을 적용합니다.
[제3회 #9] (10점)
급수 $S = \displaystyle\sum_{k=1}^8 (3k - 1)(k + 2)$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #9 · $\sum k^2$과 $\sum k$ 공식의 결합 연산 (10점)]
1줄 (30%)일반항을 전개하면 $(3k - 1)(k + 2) = 3k^2 + 5k - 2$이다. (3점)
2줄 (40%)거듭제곱의 합 공식에 의해 $\displaystyle\sum_{k=1}^8 k^2 = \dfrac{8\cdot 9\cdot 17}{6} = 204$, $\displaystyle\sum_{k=1}^8 k = \dfrac{8\cdot 9}{2} = 36$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $S = 3(204) + 5(36) - 2(8) = 612 + 180 - 16 = 776$이다. (3점)
최종 정답 $776$
Step [문항 9] Ⅲ. 수열 — 시그마의 거듭제곱 합 공식과 이차식 전개 Score
Step 1 화공생명 3회 #9 · $\sum k^2$과 $\sum k$ 공식의 결합 연산 3점
Step 2 일반항을 $3k^2 + 5k - 2$로 전개한 뒤 자연수 거듭제곱의 합 공식을 적용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $776$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.5 유제 12 · (교과서 12쪽) 예제 1 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–25 유제 12 · (교과서 135–136쪽) 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $A(9,3)$에서 $T(t) = \frac{3}{2}\sqrt{t}(3-\sqrt{t})$를 구하고 $729-t^3 = (3-\sqrt{t})(3+\sqrt{t})(81+9t+t^2)$으로 인수분해합니다.
[제3회 #10] (10점)
무리함수 $y=\sqrt{x}$의 그래프와 직선 $y=\dfrac{1}{3}x$의 원점 아닌 교점을 $A$라 하자. 점 $B(t, \sqrt{t})$ ($0 \lt t \lt 9$)에 대한 삼각형 $OAB$의 넓이 $T(t)$와, 포물선 $y=x^2$ 및 $x$축, 두 직선 $x=t, x=9$로 둘러싸인 넓이 $S(t)$의 비의 극한 $\displaystyle\lim_{t\to 9-} \dfrac{S(t)}{T(t)}$를 구하시오. (10점)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$A(9,3)$이므로 $T(t)=\dfrac{1}{2}(9\sqrt{t}-3t)=\dfrac{3}{2}\sqrt{t}(3-\sqrt{t})$이고, $S(t)=\displaystyle\int_t^9 x^2\,dx=\dfrac{729-t^3}{3}$이다. (3점)
2줄 (40%)$729-t^3=(9-t)(81+9t+t^2)=(3-\sqrt{t})(3+\sqrt{t})(81+9t+t^2)$이므로 $\dfrac{S(t)}{T(t)}=\dfrac{2(3+\sqrt{t})(81+9t+t^2)}{9\sqrt{t}}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to 9-}\dfrac{S(t)}{T(t)}=\dfrac{2\times 6\times 243}{9\times 3}=108$이다. (3점)
최종 정답 $108$
Step [문항 10] 함수의 극한 + 정적분으로 정의된 넓이 Score
Step 1 자연D형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 $A(9,3)$에서 $T(t) = \frac{3}{2}\sqrt{t}(3-\sqrt{t})$를 구하고 $729-t^3 = (3-\sqrt{t})(3+\sqrt{t})(81+9t+t^2)$으로 인수분해합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $108$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.2 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-01], [12미적Ⅰ-02-03], [12미적Ⅰ-02-04]] 화공생명 3회 #11 · 경계점 $x=2$에서의 연속 조건과 좌·우미분계수 일치 | $x=2$에서의 연속 조건(좌극한=함숫값)과 미분가능 조건(좌미분계수=우미분계수)을 연립합니다.
[제3회 #11] (10점)
함수 $L(x) = \begin{cases} x^3 - ax + 2 & (x \lt 2) \\ bx^2 - 3x + 4 & (x \ge 2) \end{cases}$가 $x = 2$에서 미분가능할 때, 두 상수 $a, b$에 대하여 $a + b$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #11 · 경계점 $x=2$에서의 연속 조건과 좌·우미분계수 일치 (10점)]
1줄 (30%)$x = 2$에서 연속이어야 하므로 $8 - 2a + 2 = 4b - 6 + 4 \implies 2a + 4b = 12 \implies a + 2b = 6$이다. (3점)
2줄 (40%)좌·우미분계수가 같아야 하므로 $\left.(3x^2 - a)\right|_{x=2} = \left.(2bx - 3)\right|_{x=2}$에서 $12 - a = 4b - 3 \implies a + 4b = 15$이다. (4점)
3줄 (30%)두 식을 연립하면 $2b = 9 \implies b = \dfrac{9}{2},\ a = -3$이므로 $a + b = \dfrac{3}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{3}{2}$
Step [문항 11] Ⅰ. 함수의 연속 — 구간별로 정의된 함수의 미분가능성 Score
Step 1 화공생명 3회 #11 · 경계점 $x=2$에서의 연속 조건과 좌·우미분계수 일치 3점
Step 2 $x=2$에서의 연속 조건(좌극한=함숫값)과 미분가능 조건(좌미분계수=우미분계수)을 연립합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{3}{2}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.4 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-06]] 화공생명 3회 #12 · 교점에서의 함숫값 일치와 미분계수 일치 | $x=1$에서 두 함수의 함숫값이 같다는 조건과 미분계수가 같다는 조건을 연립합니다.
[제3회 #12] (10점)
두 곡선 $y = x^3 + ax + 1$과 $y = bx^2 + 4$가 $x = 1$인 점에서 접할 때, 두 상수 $a, b$의 합 $a + b$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #12 · 교점에서의 함숫값 일치와 미분계수 일치 (10점)]
1줄 (30%)$x = 1$에서 두 곡선의 $y$좌표가 같으므로 $1 + a + 1 = b + 4 \implies a - b = 2$이다. (3점)
2줄 (40%)두 함수를 각각 미분하여 $x = 1$을 대입하면 접선의 기울기가 같으므로 $3 + a = 2b \implies 2b - a = 3$이다. (4점)
3줄 (30%)두 식을 변변 더하면 $b = 5,\ a = 7$이므로 $a + b = 12$이다. (3점)
최종 정답 $12$
Step [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 두 곡선이 한 점에서 공통접선을 가질 조건 Score
Step 1 화공생명 3회 #12 · 교점에서의 함숫값 일치와 미분계수 일치 3점
Step 2 $x=1$에서 두 함수의 함숫값이 같다는 조건과 미분계수가 같다는 조건을 연립합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $12$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.26 유제 12 · (교과서 75쪽) 예제 3 점에서 그은 접선 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.26 유제 12 · (교과서 137쪽) 연계 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제3회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | 꼭짓점 최솟값 $-a$로부터 $2 - \sqrt[3]{a} = 0 \implies a=8$을 얻고, $(0,-32)$에서의 접점 $s=2$를 구해 $\int_0^2 8(x-2)^2\,dx$를 계산합니다.
[제3회 #13] (10점)
양의 상수 $a$와 함수 $f(x)=\begin{cases}x^3 & (x \lt 0)\\ ax(x-2) & (x\ge 0)\end{cases}$에 대하여, 방정식 $f(x)=f(t)$의 실근의 개수 함수 $g(t)$가 $\left|\displaystyle\lim_{t\to k+}g(t)-\lim_{t\to k-}g(t)\right|=2$를 만족시키는 모든 $k$의 합이 $0$이다. 점 $(0,-32)$에서 그은 접선 $y=h(x)$와 곡선 $y=ax(x-2)$ 및 $y$축 사이의 넓이를 기약분수로 구하시오. (10점)
문항 13 기하 다이어그램
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제3회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$x\ge 0$에서 $ax(x-2)$의 최솟값은 $f(1)=-a$이므로 $g(t)$의 좌우극한 차가 $2$가 되는 점은 $t=-\sqrt[3]{a}$와 $t=2$이다. (3점)
2줄 (40%)$2-\sqrt[3]{a}=0$에서 $a=8$이다. 접점 $(s,8s^2-16s)\ (s\ge 0)$에서의 접선 $y=(16s-16)(x-s)+8s^2-16s$가 $(0,-32)$를 지나므로 $-8s^2=-32,\ s=2$, 즉 $h(x)=16x-32$이다. (4점)
3줄 (30%)구하는 넓이는 $\displaystyle\int_0^2\{(8x^2-16x)-(16x-32)\}dx=\int_0^2 8(x-2)^2dx=\left[\dfrac{8}{3}(x-2)^3\right]_0^2=\dfrac{64}{3}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{64}{3}$
Step [문항 13] 실근의 개수 함수의 불연속 + 접선 + 정적분 넓이 Score
Step 1 자연D형 제3회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 꼭짓점 최솟값 $-a$로부터 $2 - \sqrt[3]{a} = 0 \implies a=8$을 얻고, $(0,-32)$에서의 접점 $s=2$를 구해 $\int_0^2 8(x-2)^2\,dx$를 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{64}{3}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] 화공생명 3회 #14 · 영점을 기준으로 적분 구간을 분할하여 부호 처리 | $x^2-3x = x(x-3)$이므로 구간 $[0, 3]$에서는 $-(x^2-3x)$를, $[3, 4]$에서는 $(x^2-3x)$를 적분합니다.
[제3회 #14] (10점)
정적분 $A = \displaystyle\int_0^4 |x^2 - 3x|\,dx$의 값을 기약분수로 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #14 · 영점을 기준으로 적분 구간을 분할하여 부호 처리 (10점)]
1줄 (30%)$x^2 - 3x = x(x - 3)$이므로 구간 $[0, 3]$에서 $x^2 - 3x \le 0$이고 구간 $[3, 4]$에서 $x^2 - 3x \ge 0$이다. (3점)
2줄 (40%)따라서 $A = \displaystyle\int_0^3 (-x^2 + 3x)\,dx + \int_3^4 (x^2 - 3x)\,dx = \dfrac{1}{6}(3 - 0)^3 + \left[\dfrac{1}{3}x^3 - \dfrac{3}{2}x^2\right]_3^4$이다. (4점)
3줄 (30%)계산하면 $\dfrac{9}{2} + \left(\dfrac{64}{3} - 24\right) - \left(9 - \dfrac{27}{2}\right) = \dfrac{9}{2} - \dfrac{8}{3} + \dfrac{9}{2} = 9 - \dfrac{8}{3} = \dfrac{19}{3}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{19}{3}$
Step [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 절댓값 기호가 포함된 이차함수의 정적분 Score
Step 1 화공생명 3회 #14 · 영점을 기준으로 적분 구간을 분할하여 부호 처리 3점
Step 2 $x^2-3x = x(x-3)$이므로 구간 $[0, 3]$에서는 $-(x^2-3x)$를, $[3, 4]$에서는 $(x^2-3x)$를 적분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{19}{3}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] 화공생명 3회 #15 · 위로 볼록 포물선과 아래로 볼록 포물선 사이의 넓이 | 연립방정식 $3x^2 - 6x - 9 = 0$의 두 실근 $x=-1, 3$을 구하고 최고차항 계수 차 $3$에 넓이 공식을 적용합니다.
[제3회 #15] (10점)
두 포물선 $y = 2x^2 - 4x + 1$과 $y = -x^2 + 2x + 10$으로 둘러싸인 도형의 넓이 $S$를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 3회 #15 · 위로 볼록 포물선과 아래로 볼록 포물선 사이의 넓이 (10점)]
1줄 (30%)두 곡선의 교점의 $x$좌표는 $2x^2 - 4x + 1 = -x^2 + 2x + 10 \iff 3x^2 - 6x - 9 = 3(x + 1)(x - 3) = 0$에서 $x = -1, 3$이다. (3점)
2줄 (40%)구하는 넓이는 $S = \displaystyle\int_{-1}^3 (-3x^2 + 6x + 9)\,dx$이다. (4점)
3줄 (30%)이차함수 넓이 공식에 의하여 $S = \dfrac{3}{6}\{3 - (-1)\}^3 = \dfrac{1}{2} \times 64 = 32$이다. (3점)
최종 정답 $32$
Step [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 두 이차곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이 Score
Step 1 화공생명 3회 #15 · 위로 볼록 포물선과 아래로 볼록 포물선 사이의 넓이 3점
Step 2 연립방정식 $3x^2 - 6x - 9 = 0$의 두 실근 $x=-1, 3$을 구하고 최고차항 계수 차 $3$에 넓이 공식을 적용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $32$ 3점
2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연D형 (신소재·화공생명·배터리공학군) 모의고사 제4회 수학해설집
Track B (3점 · 4점 · 3점 = 10점) | 9 Pages
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.8 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-08]] 화공생명 4회 #7 · 진수 조건과 밑이 $2$인 로그부등식의 교집합 | 진수 조건 $x-1\gt 0, 7-x\gt 0$을 먼저 반드시 확인한 뒤 $(x-1)(7-x) \le 2^3$을 풉니다.
[제4회 #7] (10점)
로그부등식 $\log_2(x - 1) + \log_2(7 - x) \le 3$을 만족시키는 모든 정수 $x$의 값의 합을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #7 · 진수 조건과 밑이 $2$인 로그부등식의 교집합 (10점)]
1줄 (30%)로그의 진수 조건에 의하여 $x - 1 \gt 0$이고 $7 - x \gt 0$이므로 $1 \lt x \lt 7$이다. (3점)
2줄 (40%)주어진 부등식은 $\log_2\{(x - 1)(7 - x)\} \le \log_2 8$이므로 $-x^2 + 8x - 7 \le 8 \iff x^2 - 8x + 15 = (x - 3)(x - 5) \ge 0$에서 $x \le 3$ 또는 $x \ge 5$이다. (4점)
3줄 (30%)진수 조건과 공통범위를 구하면 $1 \lt x \le 3$ 또는 $5 \le x \lt 7$이므로 정수 $x$는 $2, 3, 5, 6$이고 그 합은 $16$이다. (3점)
최종 정답 $16$
Step [문항 7] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 로그부등식의 정수해 개수 Score
Step 1 화공생명 4회 #7 · 진수 조건과 밑이 $2$인 로그부등식의 교집합 3점
Step 2 진수 조건 $x-1\gt 0, 7-x\gt 0$을 먼저 반드시 확인한 뒤 $(x-1)(7-x) \le 2^3$을 풉니다. 4점
Step 3 최종 정답: $16$ 3점
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.13 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] 화공생명 4회 #8 · 이차방정식의 판별식과 삼각부등식 결합 | 이차방정식의 판별식 $D/4 = \sin^2\theta - \cos^2\theta \ge 0$과 $\cos^2\theta = 1-\sin^2\theta$를 이용합니다.
[제4회 #8] (10점)
$x$에 대한 이차방정식 $x^2 - (2\sin\theta)x + \cos^2\theta = 0$이 실근을 갖도록 하는 $\theta$ ($0 \le \theta \le \pi$)의 범위가 $\alpha \le \theta \le \beta$일 때, $\beta - \alpha$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #8 · 이차방정식의 판별식과 삼각부등식 결합 (10점)]
1줄 (30%)주어진 이차방정식이 실근을 가지려면 판별식 $\dfrac{D}{4} = \sin^2\theta - \cos^2\theta \ge 0$이어야 한다. (3점)
2줄 (40%)$\cos^2\theta = 1 - \sin^2\theta$를 대입하면 $2\sin^2\theta - 1 \ge 0$이고, $0 \le \theta \le \pi$에서 $\sin\theta \ge 0$이므로 $\sin\theta \ge \dfrac{\sqrt{2}}{2}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\dfrac{\pi}{4} \le \theta \le \dfrac{3\pi}{4}$이므로 $\beta - \alpha = \dfrac{3\pi}{4} - \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\pi}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{\pi}{2}$
Step [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각함수가 포함된 이차방정식이 실근을 가질 조건 Score
Step 1 화공생명 4회 #8 · 이차방정식의 판별식과 삼각부등식 결합 3점
Step 2 이차방정식의 판별식 $D/4 = \sin^2\theta - \cos^2\theta \ge 0$과 $\cos^2\theta = 1-\sin^2\theta$를 이용합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{\pi}{2}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] 화공생명 4회 #9 · 첫째항이 양수이고 공차가 음수인 등차수열의 양수 항 판별 | 일반항 $d_n = 41 - 4n \ge 0$을 만족시키는 마지막 양수 항까지 더할 때 부분합 $S_n$이 최대가 됩니다.
[제4회 #9] (10점)
첫째항이 $37$이고 공차가 $-4$인 등차수열 $\{d_n\}$에서 첫째항부터 제$n$항까지의 합 $S_n$이 최대가 되도록 하는 자연수 $n$과 그때의 최댓값 $M$을 각각 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #9 · 첫째항이 양수이고 공차가 음수인 등차수열의 양수 항 판별 (10점)]
1줄 (30%)수열 $\{d_n\}$의 일반항은 $d_n = 37 + (n - 1)(-4) = 41 - 4n$이다. (3점)
2줄 (40%)$d_n \ge 0$에서 $41 - 4n \ge 0 \implies n \le \dfrac{41}{4} = 10.25$이므로 제$10$항까지 양수이고 제$11$항부터 음수이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $n = 10$일 때 합이 최대이고, 최댓값은 $M = S_{10} = \dfrac{10(37 + 1)}{2} = 190$이다. (3점)
최종 정답 $n = 10,\ M = 190$
Step [문항 9] Ⅲ. 수열 — 등차수열의 부분합이 최대가 되는 항의 번호 Score
Step 1 화공생명 4회 #9 · 첫째항이 양수이고 공차가 음수인 등차수열의 양수 항 판별 3점
Step 2 일반항 $d_n = 41 - 4n \ge 0$을 만족시키는 마지막 양수 항까지 더할 때 부분합 $S_n$이 최대가 됩니다. 4점
Step 3 최종 정답: $n = 10,\ M = 190$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.5–9 유제 12 · (교과서 12–16쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–26 유제 12 · (교과서 135–137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제4회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $\sqrt{t}=u$로 치환하여 $S(t) = \frac{1}{12}(2-u)^2(3u^2+4u+4)$로 인수분해한 뒤 $\{T(t)\}^2 = u^2(2-u)^2$으로 나눕니다.
[제4회 #10] (10점)
직선 $y=\dfrac{1}{2}x$와 곡선 $y=\sqrt{x}$의 제$1$사분면 교점을 $A$라 하고, 곡선 위의 점 $B(t, \sqrt{t})$ ($0 \lt t \lt 4$)와 원점 $O$가 이루는 삼각형 $OAB$의 넓이를 $T(t)$라 하자. 두 그래프 $y=\sqrt{x}, y=\dfrac{1}{2}x$와 직선 $x=t$ 사이의 넓이를 $S(t)$라 할 때, $\displaystyle\lim_{t\to 4-} \dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}$을 구하시오. (10점)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제4회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$A(4,2)$이므로 $T(t)=\dfrac{1}{2}(4\sqrt{t}-2t)=\sqrt{t}(2-\sqrt{t})$이고, $S(t)=\displaystyle\int_t^4\left(\sqrt{x}-\dfrac{1}{2}x\right)dx=\dfrac{4}{3}-\dfrac{2}{3}t^{\frac{3}{2}}+\dfrac{1}{4}t^2$이다. (3점)
2줄 (40%)$\sqrt{t}=u$로 놓으면 $S(t)=\dfrac{3u^4-8u^3+16}{12}=\dfrac{(2-u)^2(3u^2+4u+4)}{12}=\dfrac{(2-\sqrt{t})^2(3t+4\sqrt{t}+4)}{12}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to 4-}\dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}=\lim_{t\to 4-}\dfrac{3t+4\sqrt{t}+4}{12t}=\dfrac{24}{48}=\dfrac{1}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{1}{2}$
Step [문항 10] 무리함수와 직선 사이 넓이 + 2차 무한소 비의 극한 Score
Step 1 자연D형 제4회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 $\sqrt{t}=u$로 치환하여 $S(t) = \frac{1}{12}(2-u)^2(3u^2+4u+4)$로 인수분해한 뒤 $\{T(t)\}^2 = u^2(2-u)^2$으로 나눕니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{1}{2}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1. 함수의 극한 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-01], [12미적Ⅰ-01-02]] 화공생명 4회 #11 · 분모·분자의 공통 영인자 $(x-3)$ 약분과 계수 결정 | $x\to 3$일 때 분모가 $0$이므로 $R(3)=0$에서 $R(x)=(x-3)(x-k)$로 인수분해하여 대입합니다.
[제4회 #11] (10점)
이차함수 $R(x) = x^2 + px + q$가 $\displaystyle\lim_{x \to 3} \dfrac{R(x)}{x^2 - 9} = \dfrac{2}{3}$를 만족시킬 때, $R(5)$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #11 · 분모·분자의 공통 영인자 $(x-3)$ 약분과 계수 결정 (10점)]
1줄 (30%)$x \to 3$일 때 분모 $x^2 - 9 \to 0$이므로 $R(3) = 0$이고, 최고차항의 계수가 $1$이므로 $R(x) = (x - 3)(x - k)$로 놓을 수 있다. (3점)
2줄 (40%)극한식에 대입하면 $\displaystyle\lim_{x \to 3} \dfrac{(x - 3)(x - k)}{(x - 3)(x + 3)} = \dfrac{3 - k}{6} = \dfrac{2}{3}$이므로 $3 - k = 4 \implies k = -1$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $R(x) = (x - 3)(x + 1)$이므로 $R(5) = (5 - 3)(5 + 1) = 12$이다. (3점)
최종 정답 $12$
Step [문항 11] Ⅰ. 함수의 극한 — 다항함수의 비율 극한과 미분계수 Score
Step 1 화공생명 4회 #11 · 분모·분자의 공통 영인자 $(x-3)$ 약분과 계수 결정 3점
Step 2 $x\to 3$일 때 분모가 $0$이므로 $R(3)=0$에서 $R(x)=(x-3)(x-k)$로 인수분해하여 대입합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $12$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.4 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-06]] 화공생명 4회 #12 · 기울기가 주어진 삼차곡선의 두 접선 사이의 $y$절편 차 | 도함수 $y'=3x^2-6x=9$를 풀어 두 접점의 $x$좌표를 구하고 각 접선의 방정식을 세웁니다.
[제4회 #12] (10점)
곡선 $y = x^3 - 3x^2 + 2$에 접하고 기울기가 $9$인 두 직선의 $y$절편의 합을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #12 · 기울기가 주어진 삼차곡선의 두 접선 사이의 $y$절편 차 (10점)]
1줄 (30%)접점의 $x$좌표를 $t$라 하면 $y' = 3t^2 - 6t = 9 \iff 3(t + 1)(t - 3) = 0$이므로 $t = -1$ 또는 $t = 3$이다. (3점)
2줄 (40%)$t = -1$일 때 접점은 $(-1, -2)$이고 접선은 $y = 9(x + 1) - 2 = 9x + 7$이며, $t = 3$일 때 접점은 $(3, 2)$이고 접선은 $y = 9(x - 3) + 2 = 9x - 25$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 두 접선의 $y$절편은 $7$과 $-25$이므로 그 합은 $7 + (-25) = -18$이다. (3점)
최종 정답 $-18$
Step [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차곡선에 접하고 주어진 직선에 평행한 접선 Score
Step 1 화공생명 4회 #12 · 기울기가 주어진 삼차곡선의 두 접선 사이의 $y$절편 차 3점
Step 2 도함수 $y'=3x^2-6x=9$를 풀어 두 접점의 $x$좌표를 구하고 각 접선의 방정식을 세웁니다. 4점
Step 3 최종 정답: $-18$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.26 유제 12 · (교과서 75쪽) 예제 3 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.26 유제 12 · (교과서 137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제4회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | 최솟값 $f(3)=-9a$에서 $6 - \sqrt[3]{9a} = 3 \implies a=3$을 결정하고, 극점에서의 수평접선 $h(x)=-27$과 이루는 넓이를 적분합니다.
[제4회 #13] (10점)
양수 $a$에 대하여 정의된 함수 $f(x)=\begin{cases}x^3 & (x \lt 0)\\ ax(x-6) & (x\ge 0)\end{cases}$에서 실근 개수 함수 $g(t)$의 좌·우극한 차의 절댓값이 $2$가 되는 모든 $k$의 값의 합이 $3$이다. 점 $(0,-27)$에서 곡선 $y=f(x)$에 그은 접선 $y=h(x)$와 곡선 $y=ax(x-6)$ 및 $y$축이 둘러싸는 넓이를 구하시오. (10점)
문항 13 기하 다이어그램
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제4회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$x\ge 0$에서 $ax(x-6)$의 최솟값은 $f(3)=-9a$이므로 $g(t)$가 $2$만큼 뛰는 곳은 $t=-\sqrt[3]{9a}$와 $t=6$이다. (3점)
2줄 (40%)$6-\sqrt[3]{9a}=3$에서 $9a=27$, 즉 $a=3$이다. 접점 $(s,3s^2-18s)\ (s\ge 0)$에서의 접선이 $(0,-27)$을 지나므로 $-3s^2=-27,\ s=3$이고 접선은 $h(x)=-27$이다. (4점)
3줄 (30%)구하는 넓이는 $\displaystyle\int_0^3\{(3x^2-18x)-(-27)\}dx=\int_0^3 3(x-3)^2dx=27$이다. (3점)
최종 정답 $27$
Step [문항 13] 실근의 개수 함수의 불연속 + 극점 접선 + 넓이 Score
Step 1 자연D형 제4회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 최솟값 $f(3)=-9a$에서 $6 - \sqrt[3]{9a} = 3 \implies a=3$을 결정하고, 극점에서의 수평접선 $h(x)=-27$과 이루는 넓이를 적분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $27$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] 화공생명 4회 #14 · 정적분 함수 $W(x) = \int_1^x (t^2-5t+4)\,dt$의 극댓값과 극솟값 | 양변을 미분하여 $W'(x) = 3(x-1)(x-4) = 0$에서 극대점 $x=1$과 극소점 $x=4$를 찾습니다.
[제4회 #14] (10점)
함수 $W(x) = \displaystyle\int_1^x (3t^2 - 15t + 12)\,dt$의 극댓값과 극솟값의 합을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #14 · 정적분 함수 $W(x) = \int_1^x (t^2-5t+4)\,dt$의 극댓값과 극솟값 (10점)]
1줄 (30%)정적분과 미분의 관계에 의하여 $W'(x) = 3x^2 - 15x + 12 = 3(x - 1)(x - 4)$이므로 $x = 1$에서 극대, $x = 4$에서 극소이다. (3점)
2줄 (40%)극댓값은 $W(1) = \displaystyle\int_1^1 (3t^2 - 15t + 12)\,dt = 0$이다. (4점)
3줄 (30%)극솟값은 $W(4) = \left[t^3 - \dfrac{15}{2}t^2 + 12t\right]_1^4 = (64 - 120 + 48) - \left(1 - \dfrac{15}{2} + 12\right) = -8 - \dfrac{11}{2} = -\dfrac{27}{2}$이므로 합은 $-\dfrac{27}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $-\dfrac{27}{2}$
Step [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 정적분으로 정의된 함수의 극값 Score
Step 1 화공생명 4회 #14 · 정적분 함수 $W(x) = \int_1^x (t^2-5t+4)\,dt$의 극댓값과 극솟값 3점
Step 2 양변을 미분하여 $W'(x) = 3(x-1)(x-4) = 0$에서 극대점 $x=1$과 극소점 $x=4$를 찾습니다. 4점
Step 3 최종 정답: $-\dfrac{27}{2}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] 화공생명 4회 #15 · 등감속도 운동에서 속도가 $0$이 되는 시각과 정적분 이동 거리 | 정지할 때는 속도 $v(t)=0$이므로 정지 시각 $t=6$을 먼저 구한 뒤 $\int_0^6 v(t)\,dt$를 계산합니다.
[제4회 #15] (10점)
직선 궤도를 $24\,\text{m/s}$의 속도로 달리던 열차가 제동을 건 후 $t$초에서의 속도가 $v(t) = 24 - 4t$ ($\text{m/s}$)라 한다. 제동을 건 순간부터 열차가 완전히 정지할 때까지 이동한 거리 $D$를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 4회 #15 · 등감속도 운동에서 속도가 $0$이 되는 시각과 정적분 이동 거리 (10점)]
1줄 (30%)열차가 정지할 때의 시각은 $v(t) = 24 - 4t = 0$에서 $t = 6$ (초)이다. (3점)
2줄 (40%)시각 $t = 0$부터 $t = 6$까지 $v(t) \ge 0$이므로 이동한 거리는 $D = \displaystyle\int_0^6 (24 - 4t)\,dt$이다. (4점)
3줄 (30%)정적분을 계산하면 $D = \left[24t - 2t^2\right]_0^6 = 144 - 72 = 72$ ($\text{m}$)이다. (3점)
최종 정답 $72$
Step [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 제동 후 정지할 때까지 달린 거리 Score
Step 1 화공생명 4회 #15 · 등감속도 운동에서 속도가 $0$이 되는 시각과 정적분 이동 거리 3점
Step 2 정지할 때는 속도 $v(t)=0$이므로 정지 시각 $t=6$을 먼저 구한 뒤 $\int_0^6 v(t)\,dt$를 계산합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $72$ 3점
2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연D형 (신소재·화공생명·배터리공학군) 모의고사 제5회 수학해설집
Track B (3점 · 4점 · 3점 = 10점) | 9 Pages
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수01-06], [12대수01-08]] 화공생명 5회 #7 · 지수함수의 점근선 방정식과 $y$절편 조건 연립 | 지수함수 $y=2^{x-m}+n$의 점근선은 $y=n$임을 이용해 $n$을 먼저 구하고 점 $(2,5)$를 대입합니다.
[제5회 #7] (10점)
함수 $y = 2^{x - m} + n$의 그래프의 점근선이 직선 $y = -3$이고, 이 그래프가 점 $(2, 5)$를 지날 때, 두 상수 $m, n$에 대하여 $m + n$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #7 · 지수함수의 점근선 방정식과 $y$절편 조건 연립 (10점)]
1줄 (30%)지수함수 $y = 2^{x - m} + n$의 그래프의 점근선의 방정식은 $y = n$이므로 $n = -3$이다. (3점)
2줄 (40%)그래프가 점 $(2, 5)$를 지나므로 $5 = 2^{2 - m} - 3 \implies 2^{2 - m} = 8 = 2^3$이다. (4점)
3줄 (30%)$2 - m = 3$에서 $m = -1$이므로 $m + n = (-1) + (-3) = -4$이다. (3점)
최종 정답 $-4$
Step [문항 7] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 지수함수 그래프의 평행이동과 정점 좌표 Score
Step 1 화공생명 5회 #7 · 지수함수의 점근선 방정식과 $y$절편 조건 연립 3점
Step 2 지수함수 $y=2^{x-m}+n$의 점근선은 $y=n$임을 이용해 $n$을 먼저 구하고 점 $(2,5)$를 대입합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $-4$ 3점
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수02-03]] 화공생명 5회 #8 · 세 변의 길이의 비 $\sin A : \sin B : \sin C = 3 : 5 : 7$에서 최대 내각 추론 | 사인법칙에 의해 세 변의 길이의 비가 $a:b:c = 3:5:7$임을 알고 코사인법칙으로 $\cos C$를 구합니다.
[제5회 #8] (10점)
삼각형 $ABC$에서 $\sin A : \sin B : \sin C = 3 : 5 : 7$일 때, 가장 큰 내각 $C$의 크기(라디안)를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #8 · 세 변의 길이의 비 $\sin A : \sin B : \sin C = 3 : 5 : 7$에서 최대 내각 추론 (10점)]
1줄 (30%)사인법칙에 의하여 $a : b : c = \sin A : \sin B : \sin C = 3 : 5 : 7$이므로 $a = 3k,\ b = 5k,\ c = 7k$ ($k \gt 0$)로 놓을 수 있다. (3점)
2줄 (40%)가장 긴 변 $c$에 마주보는 각 $C$가 최대 내각이며, 코사인법칙에 의해 $\cos C = \dfrac{9k^2 + 25k^2 - 49k^2}{2 \cdot 3k \cdot 5k} = \dfrac{-15k^2}{30k^2} = -\dfrac{1}{2}$이다. (4점)
3줄 (30%)$0 \lt C \lt \pi$이므로 최대 내각의 크기는 $C = \dfrac{2\pi}{3}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{2\pi}{3}$
Step [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 사인법칙과 코사인법칙을 이용한 최대각의 크기 Score
Step 1 화공생명 5회 #8 · 세 변의 길이의 비 $\sin A : \sin B : \sin C = 3 : 5 : 7$에서 최대 내각 추론 3점
Step 2 사인법칙에 의해 세 변의 길이의 비가 $a:b:c = 3:5:7$임을 알고 코사인법칙으로 $\cos C$를 구합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{2\pi}{3}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] 화공생명 5회 #9 · 분모 유리화 $\sqrt{3k+1}-\sqrt{3k-2}$ 연쇄 소거 | 분모와 분자에 $\sqrt{3k+1}-\sqrt{3k-2}$를 곱하여 유리화한 뒤 이웃한 항끼리 연쇄 소거합니다.
[제5회 #9] (10점)
합 $T = \displaystyle\sum_{k=1}^{21} \dfrac{3}{\sqrt{3k + 1} + \sqrt{3k - 2}}$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #9 · 분모 유리화 $\sqrt{3k+1}-\sqrt{3k-2}$ 연쇄 소거 (10점)]
1줄 (30%)분모를 유리화하면 $\dfrac{3}{\sqrt{3k + 1} + \sqrt{3k - 2}} = \dfrac{3(\sqrt{3k + 1} - \sqrt{3k - 2})}{(3k + 1) - (3k - 2)} = \sqrt{3k + 1} - \sqrt{3k - 2}$이다. (3점)
2줄 (40%)$k = 1$부터 $21$까지 대입하여 더하면 $T = (\sqrt{4} - \sqrt{1}) + (\sqrt{7} - \sqrt{4}) + \cdots + (\sqrt{64} - \sqrt{61})$이다. (4점)
3줄 (30%)이웃한 항이 차례대로 소거되므로 $T = \sqrt{64} - \sqrt{1} = 8 - 1 = 7$이다. (3점)
최종 정답 $7$
Step [문항 9] Ⅲ. 수열 — 무리식 분모의 유리화를 이용한 망원 급수 합 Score
Step 1 화공생명 5회 #9 · 분모 유리화 $\sqrt{3k+1}-\sqrt{3k-2}$ 연쇄 소거 3점
Step 2 분모와 분자에 $\sqrt{3k+1}-\sqrt{3k-2}$를 곱하여 유리화한 뒤 이웃한 항끼리 연쇄 소거합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $7$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.5–9 유제 12 · (교과서 12–16쪽) / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24–26 유제 12 · (교과서 135–137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-02], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제5회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $T(t) = t(2-t)$와 $S(t) = \frac{1}{4}(4-t^2)^2 = \frac{1}{4}(2-t)^2(2+t)^2$을 구해 $(2-t)^2$을 소거합니다.
[제5회 #10] (10점)
포물선 $y=x^2$과 직선 $y=2x$의 원점 아닌 교점 $A$ 및 곡선 위의 점 $B(t, t^2)$ ($0 \lt t \lt 2$)가 이루는 삼각형 $OAB$의 넓이를 $T(t)$라 하자. 직선 $y=4x$와 삼차곡선 $y=x^3$ 및 $x=t, x=2$로 둘러싸인 넓이를 $S(t)$라 할 때, 극한값 $\displaystyle\lim_{t\to 2-} \dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}$을 구하시오. (10점)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제5회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$A(2,4)$이므로 $T(t)=\dfrac{1}{2}(4t-2t^2)=t(2-t)$이고, $S(t)=\displaystyle\int_t^2(4x-x^3)dx=\left[2x^2-\dfrac{1}{4}x^4\right]_t^2=4-2t^2+\dfrac{1}{4}t^4$이다. (3점)
2줄 (40%)$S(t)=\dfrac{1}{4}(4-t^2)^2=\dfrac{1}{4}(2-t)^2(2+t)^2$이므로 $\dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}=\dfrac{(2+t)^2}{4t^2}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\lim_{t\to 2-}\dfrac{S(t)}{\{T(t)\}^2}=\dfrac{16}{16}=1$이다. (3점)
최종 정답 $1$
Step [문항 10] 삼차함수와 직선 사이 넓이 + 2차 무한소 비의 극한 Score
Step 1 자연D형 제5회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 $T(t) = t(2-t)$와 $S(t) = \frac{1}{4}(4-t^2)^2 = \frac{1}{4}(2-t)^2(2+t)^2$을 구해 $(2-t)^2$을 소거합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $1$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-03], [12미적Ⅰ-01-04]] 화공생명 5회 #11 · 분수식이 실수 전체에서 연속이 되기 위한 이차 분모의 판별식 조건 | 유리함수가 실수 전체에서 연속이려면 분모가 $0$이 되는 실수 $x$가 존재하지 않아야 하므로 판별식 $D \lt 0$이어야 합니다.
[제5회 #11] (10점)
함수 $J(x) = \dfrac{2x + 5}{x^2 - 2kx + 3k + 4}$가 실수 전체의 집합에서 연속이 되도록 하는 모든 정수 $k$의 합을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #11 · 분수식이 실수 전체에서 연속이 되기 위한 이차 분모의 판별식 조건 (10점)]
1줄 (30%)분모 $x^2 - 2kx + 3k + 4$는 모든 실수에서 연속이므로, $J(x)$가 실수 전체에서 연속이려면 모든 실수 $x$에 대하여 $x^2 - 2kx + 3k + 4 \ne 0$이어야 한다. (3점)
2줄 (40%)따라서 이차방정식 $x^2 - 2kx + 3k + 4 = 0$의 판별식 $\dfrac{D}{4} = k^2 - (3k + 4) \lt 0$이어야 한다. (4점)
3줄 (30%)$(k + 1)(k - 4) \lt 0$에서 $-1 \lt k \lt 4$이므로 정수 $k$는 $0, 1, 2, 3$이고 그 합은 $6$이다. (3점)
최종 정답 $6$
Step [문항 11] Ⅰ. 함수의 연속 — 다항함수의 사잇값 정리와 평균변화율 Score
Step 1 화공생명 5회 #11 · 분수식이 실수 전체에서 연속이 되기 위한 이차 분모의 판별식 조건 3점
Step 2 유리함수가 실수 전체에서 연속이려면 분모가 $0$이 되는 실수 $x$가 존재하지 않아야 하므로 판별식 $D \lt 0$이어야 합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $6$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] 화공생명 5회 #12 · 최고차항 계수가 양수인 삼차함수가 일대일대응이 되기 위한 도함수 조건 | 최고차항 계수가 양수인 삼차함수의 역함수가 존재하려면 모든 실수에서 $N'(x) \ge 0$, 즉 $D \le 0$이어야 합니다.
[제5회 #12] (10점)
삼차함수 $N(x) = x^3 + 3ax^2 + (6a + 9)x + 5$의 역함수가 존재하도록 하는 실수 $a$의 최댓값 $M$과 최솟값 $m$에 대하여 $M - m$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #12 · 최고차항 계수가 양수인 삼차함수가 일대일대응이 되기 위한 도함수 조건 (10점)]
1줄 (30%)함수 $N(x)$의 역함수가 존재하려면 실수 전체의 집합에서 증가해야 하므로 모든 실수 $x$에 대하여 $N'(x) = 3x^2 + 6ax + 6a + 9 \ge 0$이어야 한다. (3점)
2줄 (40%)$x^2 + 2ax + 2a + 3 \ge 0$의 판별식 조건에서 $\dfrac{D}{4} = a^2 - (2a + 3) = (a + 1)(a - 3) \le 0$이다. (4점)
3줄 (30%)$-1 \le a \le 3$이므로 $M = 3,\ m = -1$이고, 따라서 $M - m = 4$이다. (3점)
최종 정답 $4$
Step [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수의 역함수가 존재할 조건 Score
Step 1 화공생명 5회 #12 · 최고차항 계수가 양수인 삼차함수가 일대일대응이 되기 위한 도함수 조건 3점
Step 2 최고차항 계수가 양수인 삼차함수의 역함수가 존재하려면 모든 실수에서 $N'(x) \ge 0$, 즉 $D \le 0$이어야 합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $4$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.26 유제 12 · (교과서 75쪽) 예제 3 / Ⅲ-2 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.26 유제 12 · (교과서 137쪽) 심화 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-03-05]] 자연D형 제5회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $4 - \sqrt[3]{4a} = 0 \implies a=16$을 구한 뒤 꼭짓점 $(2, -64)$를 지나는 수평접선 $h(x)=-64$와의 차 $16(x-2)^2$을 적분합니다.
[제5회 #13] (10점)
양의 실수 $a$에 대하여 함수 $f(x)=\begin{cases}x^3 & (x \lt 0)\\ ax(x-4) & (x\ge 0)\end{cases}$과 방정식 $f(x)=f(t)$의 실근 개수 $g(t)$가 있다. 좌·우극한 차가 $2$인 모든 $k$의 합이 $0$일 때, 점 $(0,-64)$에서 그은 접선 $y=h(x)$와 이차곡선 $y=ax(x-4)$ 및 $y$축으로 둘러싸인 넓이를 기약분수로 구하시오. (10점)
문항 13 기하 다이어그램
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
[Track B · 자연D형 제5회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 (10점)]
1줄 (30%)$x\ge 0$에서 $ax(x-4)$의 최솟값은 $f(2)=-4a$이므로 $g(t)$가 $2$만큼 뛰는 곳은 $t=-\sqrt[3]{4a}$와 $t=4$이다. (3점)
2줄 (40%)$4-\sqrt[3]{4a}=0$에서 $a=16$이다. 접점 $(s,16s^2-64s)\ (s\ge 0)$에서의 접선이 $(0,-64)$를 지나므로 $-16s^2=-64,\ s=2$이고 접선은 $h(x)=-64$이다. (4점)
3줄 (30%)구하는 넓이는 $\displaystyle\int_0^2\{(16x^2-64x)-(-64)\}dx=\int_0^2 16(x-2)^2dx=\dfrac{128}{3}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{128}{3}$
Step [문항 13] 실근의 개수 함수의 불연속 + 접선 + 정적분 넓이 Score
Step 1 자연D형 제5회 #13 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 3점
Step 2 $4 - \sqrt[3]{4a} = 0 \implies a=16$을 구한 뒤 꼭짓점 $(2, -64)$를 지나는 수평접선 $h(x)=-64$와의 차 $16(x-2)^2$을 적분합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{128}{3}$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] 화공생명 5회 #14 · $\lim_{x\to 2}\frac{1}{x-2}\int_2^x f(t)\,dt = f(2)$ 성질 활용 | $Z(t)$의 한 부정적분을 $F(t)$라 하면 주어진 극한은 미분계수의 정의 $F'(2) = Z(2)$와 같습니다.
[제5회 #14] (10점)
다항함수 $Z(x) = 4x^3 - 5x + 3$에 대하여 극한값 $\displaystyle\lim_{x \to 2} \dfrac{1}{x - 2} \int_2^x Z(t)\,dt$를 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #14 · $\lim_{x\to 2}\frac{1}{x-2}\int_2^x f(t)\,dt = f(2)$ 성질 활용 (10점)]
1줄 (30%)$Z(t)$의 한 부정적분을 $F(t)$라 하면 $F'(t) = Z(t)$이고 $\displaystyle\int_2^x Z(t)\,dt = F(x) - F(2)$이다. (3점)
2줄 (40%)따라서 주어진 극한식은 $\displaystyle\lim_{x \to 2} \dfrac{F(x) - F(2)}{x - 2} = F'(2) = Z(2)$이다. (4점)
3줄 (30%)$x = 2$를 대입하면 $Z(2) = 4(8) - 5(2) + 3 = 32 - 10 + 3 = 25$이다. (3점)
최종 정답 $25$
Step [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 정적분과 미분계수의 극한 결합 Score
Step 1 화공생명 5회 #14 · $\lim_{x\to 2}\frac{1}{x-2}\int_2^x f(t)\,dt = f(2)$ 성질 활용 3점
Step 2 $Z(t)$의 한 부정적분을 $F(t)$라 하면 주어진 극한은 미분계수의 정의 $F'(2) = Z(2)$와 같습니다. 4점
Step 3 최종 정답: $25$ 3점
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 12 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] 화공생명 5회 #15 · 이차곡선과 $x$축 사이의 두 영역 넓이 등치 조건 $\int_0^k f(x)\,dx = 0$ | $[0, 3]$에서는 $y \le 0$이고 $[3, k]$에서는 $y \ge 0$이므로 두 넓이가 같으려면 $\int_0^k x(x-3)\,dx = 0$이어야 합니다.
[제5회 #15] (10점)
상수 $k$ ($k \gt 3$)에 대하여 곡선 $y = x(x - 3)$과 $x$축으로 둘러싸인 부분의 넓이와, 이 곡선과 $x$축 및 직선 $x = k$로 둘러싸인 부분($3 \le x \le k$)의 넓이가 서로 같을 때, $k$의 값을 구하시오. (10점)
[Track B · 화공생명 5회 #15 · 이차곡선과 $x$축 사이의 두 영역 넓이 등치 조건 $\int_0^k f(x)\,dx = 0$ (10점)]
1줄 (30%)구간 $[0, 3]$에서 $x(x - 3) \le 0$이고 구간 $[3, k]$에서 $x(x - 3) \ge 0$이므로 두 부분의 넓이가 같으려면 $\displaystyle\int_0^k (x^2 - 3x)\,dx = 0$이어야 한다. (3점)
2줄 (40%)정적분을 계산하면 $\left[\dfrac{1}{3}x^3 - \dfrac{3}{2}x^2\right]_0^k = \dfrac{1}{3}k^3 - \dfrac{3}{2}k^2 = k^2\left(\dfrac{1}{3}k - \dfrac{3}{2}\right) = 0$이다. (4점)
3줄 (30%)$k \gt 3$이므로 $\dfrac{1}{3}k - \dfrac{3}{2} = 0$에서 $k = \dfrac{9}{2}$이다. (3점)
최종 정답 $\dfrac{9}{2}$
Step [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 곡선과 $x$축으로 둘러싸인 두 영역의 넓이가 같을 조건 Score
Step 1 화공생명 5회 #15 · 이차곡선과 $x$축 사이의 두 영역 넓이 등치 조건 $\int_0^k f(x)\,dx = 0$ 3점
Step 2 $[0, 3]$에서는 $y \le 0$이고 $[3, k]$에서는 $y \ge 0$이므로 두 넓이가 같으려면 $\int_0^k x(x-3)\,dx = 0$이어야 합니다. 4점
Step 3 최종 정답: $\dfrac{9}{2}$ 3점