2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연E형 (전기·전자·차세대반도체공학군) 모의고사 제2회 수학문제집
2022 개정 교육과정 (대수 · 미적분Ⅰ) | 고난도 심화편 (합성 로그·탄젠트 대칭·사차 극값 심화) | 문항 7~15번 (문항당 10점, 총 90점)
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 13 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]] 전자반도체 2회 #7 · 밑이 $5$와 $3$인 거듭제곱근 지수 정리 · [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 지수 방정식 연립과 거듭제곱근의 곱
[2회 #7] (10점)
두 양수 $p, q$가 $\sqrt[5]{p^3} = 125$, $\sqrt[3]{q^2} = 81$을 만족시킬 때, $\log_5 p + \log_3 q$의 값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #7 · 밑이 $5$와 $3$인 거듭제곱근 지수 정리]
거듭제곱근을 유리수 지수 $p^{3/5}=5^3$, $q^{2/3}=3^4$으로 고쳐 $p, q$를 밑 $5, 3$의 거듭제곱으로 나타냅니다.
[Step 1 · 3점] [문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 지수 방정식 연립과 거듭제곱근의 곱
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #7 · 밑이 $5$와 $3$인 거듭제곱근 지수 정리
[Step 3 · 3점] 거듭제곱근을 유리수 지수 $p^{3/5}=5^3$, $q^{2/3}=3^4$으로 고쳐 $p, q$를 밑 $5, 3$의 거듭제곱으로 나타냅니다.
Ans:                   
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.8 유제 13 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-08]] 전자반도체 2회 #8 · 닫힌구간에서 합성 로그함수의 최댓값·최솟값 · [문항 8] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 로그함수의 최대·최소와 진수의 이차식
[2회 #8] (10점)
닫힌구간 $[1, 6]$에서 함수 $\Lambda(x) = \log_3(x^2 - 6x + 18)$의 최댓값을 $M$, 최솟값을 $m$이라 할 때, $3^M + 3^m$의 값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #8 · 닫힌구간에서 합성 로그함수의 최댓값·최솟값]
진수 $u(x) = (x-3)^2 + 9$의 구간 $[1, 6]$에서의 최댓값과 최솟값을 먼저 구합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 8] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 로그함수의 최대·최소와 진수의 이차식
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #8 · 닫힌구간에서 합성 로그함수의 최댓값·최솟값
[Step 3 · 3점] 진수 $u(x) = (x-3)^2 + 9$의 구간 $[1, 6]$에서의 최댓값과 최솟값을 먼저 구합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 13 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]] 전자반도체 2회 #9 · 세 수가 등차수열과 등비수열을 동시에 이룰 조건 · [문항 9] Ⅲ. 수열 — 등차수열과 등비수열의 혼합 조건 추론
[2회 #9] (10점)
공차가 양수인 등차수열 $\{\alpha_n\}$에서 $\alpha_1 + \alpha_2 + \alpha_3 = 15$이고, 세 항 $\alpha_1, \alpha_2 + 1, \alpha_3 + 5$가 이 순서대로 등비수열을 이룰 때, $\alpha_{10}$의 값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #9 · 세 수가 등차수열과 등비수열을 동시에 이룰 조건]
등차중항으로 $\alpha_2 = 5$를 먼저 구하고, 공차 $d \gt 0$에 대하여 등비중항 $(\alpha_2+1)^2 = \alpha_1(\alpha_3+5)$를 세웁니다.
[Step 1 · 3점] [문항 9] Ⅲ. 수열 — 등차수열과 등비수열의 혼합 조건 추론
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #9 · 세 수가 등차수열과 등비수열을 동시에 이룰 조건
[Step 3 · 3점] 등차중항으로 $\alpha_2 = 5$를 먼저 구하고, 공차 $d \gt 0$에 대하여 등비중항 $(\alpha_2+1)^2 = \alpha_1(\alpha_3+5)$를 세웁니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1. 함수의 극한 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.3 유제 13 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-01], [12미적Ⅰ-01-02]] 전자반도체 2회 #10 · 최고차항 계수가 $1$인 삼차함수의 두 영인자 극한 조건 · [문항 10] Ⅰ. 함수의 극한 — 삼차다항식의 극한과 미분계수 결정
[2회 #10] (10점)
최고차항의 계수가 $1$인 삼차함수 $\Omega(x)$가 $\Omega(0) = 0$, $\displaystyle\lim_{x \to 2} \dfrac{\Omega(x)}{x - 2} = 10$을 만족시킬 때, $\Omega(3)$의 값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #10 · 최고차항 계수가 $1$인 삼차함수의 두 영인자 극한 조건]
$\Omega(0)=0$과 $\Omega(2)=0$으로부터 $\Omega(x) = x(x-2)(x-k)$로 놓고 극한 조건을 적용합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 10] Ⅰ. 함수의 극한 — 삼차다항식의 극한과 미분계수 결정
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #10 · 최고차항 계수가 $1$인 삼차함수의 두 영인자 극한 조건
[Step 3 · 3점] $\Omega(0)=0$과 $\Omega(2)=0$으로부터 $\Omega(x) = x(x-2)(x-k)$로 놓고 극한 조건을 적용합니다.
Ans:                   
[출처: 대수 Ⅱ-1 삼각함수의 그래프 — 탄젠트함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.23–24 유제 13 · 예제 3 문제 8 심화 | 성취기준: [12대수02-02]] 자연E형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 11] 탄젠트함수의 주기와 그래프
[2회 #11] (10점)
열린구간 $\left(-\dfrac{1}{2}, \dfrac{3}{2}\right)$에서 대칭 중심 $\left(\dfrac{1}{2}, 0\right)$을 지나고 기울기가 양수($\lt \pi$)인 직선이 곡선 $y = \tan\pi x$와 만나는 두 교점을 $A(a, \tan a\pi),\ B(b, \tan b\pi)$ ($a \lt b$)라 하자. 두 교점의 $x$좌표 차가 $b - a = \dfrac{4}{3}$일 때, 원점 $O$에 대한 삼각형 $OAB$의 넓이를 구하시오. (10점)
문항 11 기하 다이어그램
[그림] 문항 11번 함수·도형 개형
[자연E형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
점대칭 성질 $a+b=1$과 $b-a=4/3$를 연립하여 $a=-1/6, b=7/6$을 구한 뒤 신발끈 공식으로 $\triangle OAB$ 넓이를 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 11] 탄젠트함수의 주기와 그래프
[Step 2 · 4점] 자연E형 제2회 #11 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] 점대칭 성질 $a+b=1$과 $b-a=4/3$를 연립하여 $a=-1/6, b=7/6$을 구한 뒤 신발끈 공식으로 $\triangle OAB$ 넓이를 계산합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.4 유제 13 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-06]] 전자반도체 2회 #12 · 이차곡선 밖의 점에서 그은 두 접선의 접점 방정식 · [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 곡선 밖의 점에서 그은 접선의 기울기 곱
[2회 #12] (10점)
점 $(2, -1)$에서 포물선 $y = x^2 - 2x + 3$에 그은 두 접선의 기울기를 각각 $m_1, m_2$라 할 때, $m_1 + m_2$와 $m_1 m_2$의 값을 각각 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #12 · 이차곡선 밖의 점에서 그은 두 접선의 접점 방정식]
접점의 좌표를 $(t, t^2-2t+3)$으로 놓고 접선의 방정식에 $(2, -1)$을 대입합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 곡선 밖의 점에서 그은 접선의 기울기 곱
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #12 · 이차곡선 밖의 점에서 그은 두 접선의 접점 방정식
[Step 3 · 3점] 접점의 좌표를 $(t, t^2-2t+3)$으로 놓고 접선의 방정식에 $(2, -1)$을 대입합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 13 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]] 전자반도체 2회 #13 · 최고차항 양수인 사차함수의 도함수가 중근 또는 허근을 가질 조건 · [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 사차함수가 극댓값을 갖지 않을 조건
[2회 #13] (10점)
양수 $a$에 대하여 사차함수 $D(x) = x^4 - 4x^3 + 2ax^2$이 극댓값을 갖지 않도록 하는 실수 $a$의 최솟값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #13 · 최고차항 양수인 사차함수의 도함수가 중근 또는 허근을 가질 조건]
도함수 $D'(x) = 4x(x^2 - 3x + a)$가 서로 다른 세 실근을 갖지 않을 조건을 구합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 사차함수가 극댓값을 갖지 않을 조건
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #13 · 최고차항 양수인 사차함수의 도함수가 중근 또는 허근을 가질 조건
[Step 3 · 3점] 도함수 $D'(x) = 4x(x^2 - 3x + a)$가 서로 다른 세 실근을 갖지 않을 조건을 구합니다.
Ans:                   
[출처: 대수 Ⅰ-2 로그함수의 그래프 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.8 유제 13 · 예제 2 심화 / 지수함수와 로그함수의 활용 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.14 유제 13 · 예제 1 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-08]] 자연E형 제2회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 14] 로그함수의 그래프와 활용
[2회 #14] (10점)
고정점 $A(-4, 0)$과 로그함수 $f(x) = \log_2(x + 4)$의 $y$절편 $B$가 있다. $2$ 이상인 자연수 $n$에 대하여 곡선 $y=f(x)$ 위의 점 $P(4^n, f(4^n))$가 이루는 두 삼각형 $PBO, PBA$의 넓이의 차를 $S_n$이라 할 때, 부등식 $S_n \gt 2026$을 만족시키는 자연수 $n$의 최솟값을 구하시오. (10점)
문항 14 기하 다이어그램
[그림] 문항 14번 함수·도형 개형
[자연E형 제2회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
$B(0, 2)$를 이용해 $S_n = 2\log_2(2^{2n-2}+1)$을 유도하고 $2^{2n-2}+1 \gt 2^{1013}$이 성립하는 최소 자연수 $n$을 찾습니다.
[Step 1 · 3점] [문항 14] 로그함수의 그래프와 활용
[Step 2 · 4점] 자연E형 제2회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] $B(0, 2)$를 이용해 $S_n = 2\log_2(2^{2n-2}+1)$을 유도하고 $2^{2n-2}+1 \gt 2^{1013}$이 성립하는 최소 자연수 $n$을 찾습니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 13 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]] 전자반도체 2회 #15 · $f'(x)+g'(x)$와 $f'(x)-g'(x)$의 부정적분 결합 · [문항 15] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 도함수 차의 적분과 연립 함수 추론
[2회 #15] (10점)
두 다항함수 $f(x), g(x)$가 모든 실수 $x$에 대하여 $\dfrac{d}{dx}\{f(x) + g(x)\} = 4x + 2$, $\dfrac{d}{dx}\{f(x) - g(x)\} = 6x^2 - 2$를 만족시키고 $f(0) = 1,\ g(0) = 3$일 때, $f(2) + g(1)$의 값을 구하시오. (10점)
[전자반도체 2회 #15 · $f'(x)+g'(x)$와 $f'(x)-g'(x)$의 부정적분 결합]
두 식을 각각 부정적분하여 $f(x)+g(x)$와 $f(x)-g(x)$를 구한 뒤 연립합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 15] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 도함수 차의 적분과 연립 함수 추론
[Step 2 · 4점] 전자반도체 2회 #15 · $f'(x)+g'(x)$와 $f'(x)-g'(x)$의 부정적분 결합
[Step 3 · 3점] 두 식을 각각 부정적분하여 $f(x)+g(x)$와 $f(x)-g(x)$를 구한 뒤 연립합니다.
Ans: