[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)
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)
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)
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)
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
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)
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)
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)
[그림] 문항 13번 함수·도형 개형
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)
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)
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 |