2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연C형 (전통공학·기계·토목·산업공학군) 모의고사 제2회 수학문제집
2022 개정 교육과정 (대수 · 미적분Ⅰ) | 고난도 심화편 (다항함수 미적분·수열 심화 모델) | 문항 7~15번 (문항당 10점, 총 90점)
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]] 전통공학 2회 #7 · 거듭제곱근의 지수 변환과 분수 지수 소거 · [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 거듭제곱근과 유리수 지수의 연립 연산
[2회 #7] (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)
[전통공학 2회 #7 · 거듭제곱근의 지수 변환과 분수 지수 소거]
거듭제곱근을 유리수 지수 $u^{4/3}, v^{5/4}$로 고친 뒤 밑 $3, 2$의 거듭제곱으로 정리합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 거듭제곱근과 유리수 지수의 연립 연산
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #7 · 거듭제곱근의 지수 변환과 분수 지수 소거
[Step 3 · 3점] 거듭제곱근을 유리수 지수 $u^{4/3}, v^{5/4}$로 고친 뒤 밑 $3, 2$의 거듭제곱으로 정리합니다.
Ans:                   
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수02-03]] 전통공학 2회 #8 · 기계구조 삼각형 트러스 변의 길이와 사인법칙 · [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 코사인법칙과 외접원 반지름의 결합
[2회 #8] (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)
[전통공학 2회 #8 · 기계구조 삼각형 트러스 변의 길이와 사인법칙]
코사인법칙으로 마주보는 변 $BC$를 먼저 구하고, $\sin A = \sqrt{1-\cos^2 A}$와 사인법칙으로 외접원 반지름 $R$를 구합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 코사인법칙과 외접원 반지름의 결합
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #8 · 기계구조 삼각형 트러스 변의 길이와 사인법칙
[Step 3 · 3점] 코사인법칙으로 마주보는 변 $BC$를 먼저 구하고, $\sin A = \sqrt{1-\cos^2 A}$와 사인법칙으로 외접원 반지름 $R$를 구합니다.
Ans:                   
[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]] 자연C형 제2회 #9 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 9] Ⅲ. 다항함수의 적분법 — 일차항이 포함된 삼차함수와 역함수 넓이
[2회 #9] (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
[자연C형 제2회 #9 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
접선의 $y$절편 조건 $-54a = -3$으로부터 $a=1/18$을 결정하고 직선 $y=x$ 대칭성을 이용해 $4\int_0^3 (x-f(x))\,dx$를 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 9] Ⅲ. 다항함수의 적분법 — 일차항이 포함된 삼차함수와 역함수 넓이
[Step 2 · 4점] 자연C형 제2회 #9 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] 접선의 $y$절편 조건 $-54a = -3$으로부터 $a=1/18$을 결정하고 직선 $y=x$ 대칭성을 이용해 $4\int_0^3 (x-f(x))\,dx$를 계산합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 15 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] 전통공학 2회 #10 · 등차중항을 활용한 부분합 차의 해석 · [문항 10] Ⅲ. 수열 — 등차수열의 구간 부분합과 일반항 결정
[2회 #10] (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)
[전통공학 2회 #10 · 등차중항을 활용한 부분합 차의 해석]
구간 부분합 $T_9 - T_6 = u_7 + u_8 + u_9 = 3u_8$ 관계를 이용하면 공차 $d$를 즉시 얻을 수 있습니다.
[Step 1 · 3점] [문항 10] Ⅲ. 수열 — 등차수열의 구간 부분합과 일반항 결정
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #10 · 등차중항을 활용한 부분합 차의 해석
[Step 3 · 3점] 구간 부분합 $T_9 - T_6 = u_7 + u_8 + u_9 = 3u_8$ 관계를 이용하면 공차 $d$를 즉시 얻을 수 있습니다.
Ans:                   
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 15 · 로그함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수03-03]] 자연C형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 11] Ⅰ. 로그함수의 그래프 & Ⅲ. 두 등비수열의 결합 합
[2회 #11] (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
[자연C형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
높이가 $2$인 삼각형 넓이 $a_n = \overline{P_n Q_n}$을 구한 뒤 $b_n$을 $(1/2)^n$과 $(1/4)^n$의 합으로 정리합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 11] Ⅰ. 로그함수의 그래프 & Ⅲ. 두 등비수열의 결합 합
[Step 2 · 4점] 자연C형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] 높이가 $2$인 삼각형 넓이 $a_n = \overline{P_n Q_n}$을 구한 뒤 $b_n$을 $(1/2)^n$과 $(1/4)^n$의 합으로 정리합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-03], [12미적Ⅰ-01-04]] 전통공학 2회 #12 · 모든 실수에서 연속인 다항식 나눗셈 구조 · [문항 12] Ⅰ. 함수의 연속 — 미정계수 결정과 인수정리 극한
[2회 #12] (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)
[전통공학 2회 #12 · 모든 실수에서 연속인 다항식 나눗셈 구조]
항등식에 $x=2$를 대입하여 $k$를 구하고, 조립제법으로 $(x-2)$ 인수를 약분한 뒤 연속성 $P(2)=\lim_{x\to 2}P(x)$를 적용합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 12] Ⅰ. 함수의 연속 — 미정계수 결정과 인수정리 극한
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #12 · 모든 실수에서 연속인 다항식 나눗셈 구조
[Step 3 · 3점] 항등식에 $x=2$를 대입하여 $k$를 구하고, 조립제법으로 $(x-2)$ 인수를 약분한 뒤 연속성 $P(2)=\lim_{x\to 2}P(x)$를 적용합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] 전통공학 2회 #13 · 단조증가 삼차함수의 도함수 판별식 부등식 · [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수가 극값을 갖지 않을 조건
[2회 #13] (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)
[전통공학 2회 #13 · 단조증가 삼차함수의 도함수 판별식 부등식]
삼차함수가 극값을 갖지 않을 필요충분조건은 도함수 $H'(x)=0$의 판별식 $D \le 0$입니다.
[Step 1 · 3점] [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수가 극값을 갖지 않을 조건
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #13 · 단조증가 삼차함수의 도함수 판별식 부등식
[Step 3 · 3점] 삼차함수가 극값을 갖지 않을 필요충분조건은 도함수 $H'(x)=0$의 판별식 $D \le 0$입니다.
Ans:                   
[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]] 전통공학 2회 #14 · 정적분과 미분의 관계 및 초기조건 대입 · [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 위끝에 변수가 있는 정적분 방정식
[2회 #14] (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)
[전통공학 2회 #14 · 정적분과 미분의 관계 및 초기조건 대입]
위끝과 아래끝이 같아지는 $x=3$을 먼저 대입해 $c$를 결정한 뒤, 양변을 $x$에 대하여 미분합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 14] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 위끝에 변수가 있는 정적분 방정식
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #14 · 정적분과 미분의 관계 및 초기조건 대입
[Step 3 · 3점] 위끝과 아래끝이 같아지는 $x=3$을 먼저 대입해 $c$를 결정한 뒤, 양변을 $x$에 대하여 미분합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 15 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]] 전통공학 2회 #15 · 동역학 질점의 속도 적분과 운동 거리 · [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 수직선 위 운동 방향 전환과 실제 이동 거리
[2회 #15] (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)
[전통공학 2회 #15 · 동역학 질점의 속도 적분과 운동 거리]
속도 $v(t)=0$이 되는 시각 $t=1, 3$을 기준으로 부호가 바뀌는 구간을 나누어 $|v(t)|$를 정적분합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 수직선 위 운동 방향 전환과 실제 이동 거리
[Step 2 · 4점] 전통공학 2회 #15 · 동역학 질점의 속도 적분과 운동 거리
[Step 3 · 3점] 속도 $v(t)=0$이 되는 시각 $t=1, 3$을 기준으로 부호가 바뀌는 구간을 나누어 $|v(t)|$를 정적분합니다.
Ans: