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