[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]]
바이오생명 2회 #7 · $3^{2x}=5$ 조건에서 $3^x + 3^{-x}$ 분수식 계산 | 분자를 곱셈 공식 $a^3+b^3 = (a+b)(a^2-ab+b^2)$으로 인수분해하여 분모와 약분합니다.
[제2회 #7] (10점)
실수 $x$가 $9^x = 5$를 만족시킬 때, $\dfrac{3^{3x} + 3^{-3x}}{3^x + 3^{-x}}$의 값을 기약분수로 구하시오. (10점)
1줄 (30%)인수분해 공식에 의하여 $\dfrac{3^{3x} + 3^{-3x}}{3^x + 3^{-x}} = 3^{2x} - 1 + 3^{-2x}$이다. (3점)
2줄 (40%)조건에서 $3^{2x} = 9^x = 5$이므로 $3^{-2x} = \dfrac{1}{5}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 구하는 값은 $5 - 1 + \dfrac{1}{5} = 4 + \dfrac{1}{5} = \dfrac{21}{5}$이다. (3점)
최종 정답
$\dfrac{21}{5}$
| Step |
[문항 7] Ⅰ. 지수와 로그 — 지수법칙을 이용한 분수식 간단히 하기 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #7 · $3^{2x}=5$ 조건에서 $3^x + 3^{-x}$ 분수식 계산 |
3점 |
| Step 2 |
분자를 곱셈 공식 $a^3+b^3 = (a+b)(a^2-ab+b^2)$으로 인수분해하여 분모와 약분합니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $\dfrac{21}{5}$ |
3점 |
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.6 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수02-03]]
바이오생명 2회 #8 · 삼각형 내부 분점에서의 코사인법칙 연립 | 삼각형 $ABC$에서 코사인법칙으로 $\cos B$를 먼저 구한 뒤 삼각형 $ABM$에서 다시 코사인법칙을 씁니다.
[제2회 #8] (10점)
삼각형 $ABC$에서 $\overline{AB} = 4,\ \overline{AC} = 6,\ \overline{BC} = 8$일 때, 변 $BC$의 중점 $M$에 대하여 선분 $AM$의 길이의 제곱 $\overline{AM}^2$의 값을 구하시오. (10점)
1줄 (30%)삼각형 $ABC$에서 코사인법칙에 의해 $\cos B = \dfrac{4^2 + 8^2 - 6^2}{2 \cdot 4 \cdot 8} = \dfrac{16 + 64 - 36}{64} = \dfrac{44}{64} = \dfrac{11}{16}$이다. (3점)
2줄 (40%)중점 $M$에 대하여 $\overline{BM} = 4$이므로 삼각형 $ABM$에서 $\overline{AM}^2 = 4^2 + 4^2 - 2\cdot 4\cdot 4\cos B$이다. (4점)
3줄 (30%)$\cos B = \dfrac{11}{16}$을 대입하면 $\overline{AM}^2 = 32 - 32 \times \dfrac{11}{16} = 32 - 22 = 10$이다. (3점)
최종 정답
$10$
| Step |
[문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 코사인법칙을 이용한 사각형 대각선과 변의 길이 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #8 · 삼각형 내부 분점에서의 코사인법칙 연립 |
3점 |
| Step 2 |
삼각형 $ABC$에서 코사인법칙으로 $\cos B$를 먼저 구한 뒤 삼각형 $ABM$에서 다시 코사인법칙을 씁니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $10$ |
3점 |
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-1. 등차수열과 등비수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.3 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수03-02], [12대수03-03]]
바이오생명 2회 #9 · 공차가 $3$과 $4$인 두 등차수열의 최소공배수 공차 $12$ | 두 수열의 첫 번째 공통항 $\kappa_1 = 5$를 찾고, 두 공차 $3, 4$의 최소공배수 $12$가 $\{\kappa_n\}$의 공차임을 이용합니다.
[제2회 #9] (10점)
첫째항이 $2$이고 공차가 $3$인 등차수열과, 첫째항이 $5$이고 공차가 $4$인 등차수열의 공통인 항을 작은 것부터 차례대로 나열하여 만든 수열을 $\{\kappa_n\}$이라 할 때, $\kappa_8$의 값을 구하시오. (10점)
1줄 (30%)첫째 수열은 $2, 5, 8, 11, 14, 17, \ldots$이고 둘째 수열은 $5, 9, 13, 17, \ldots$이므로 첫째 공통항은 $\kappa_1 = 5$이다. (3점)
2줄 (40%)공통항으로 이루어진 수열 $\{\kappa_n\}$은 공차가 $\operatorname{lcm}(3, 4) = 12$인 등차수열이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\kappa_8 = 5 + 7 \times 12 = 5 + 84 = 89$이다. (3점)
최종 정답
$89$
| Step |
[문항 9] Ⅲ. 수열 — 두 등차수열의 공통항과 합 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #9 · 공차가 $3$과 $4$인 두 등차수열의 최소공배수 공차 $12$ |
3점 |
| Step 2 |
두 수열의 첫 번째 공통항 $\kappa_1 = 5$를 찾고, 두 공차 $3, 4$의 최소공배수 $12$가 $\{\kappa_n\}$의 공차임을 이용합니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $89$ |
3점 |
[출처: 대수 교과서 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.19 유제 14 · 예제 2·문제 4, PDF p.27–28 삼각함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수02-02]]
자연F형 제2회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | 반주기 $\beta-\alpha = 2\pi$에서 $b=1/2$, 연립방정식으로 $a=6, c=3, m=-3$을 구한 뒤 $x$축 위·아래 두 직각삼각형 넓이를 합산합니다.
[제2회 #10] (10점)
한 주기 구간 $\left[0, \dfrac{2\pi}{b}\right]$에서 정의된 삼각함수 $f(x) = a\sin bx + c$ ($a, b, c \gt 0$)가 $x=\alpha$에서 최댓값 $9$, $x=\beta$에서 최솟값 $m$ ($m \lt 0$)을 갖는다. 두 극점 $A(\alpha, 9), B(\beta, m)$을 잇는 직선 $y=g(x)$에 대하여 $\beta - \alpha = 2\pi$이고 $f\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = 6$일 때, 직선 $y=g(x)$와 $x$축 및 $x=\alpha, x=\beta$로 둘러싸인 넓이를 구하시오. (10점)
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
1줄 (30%)반주기가 $\beta - \alpha = \dfrac{\pi}{b} = 2\pi$이므로 $b = \dfrac{1}{2}$이고($\alpha=\pi,\ \beta=3\pi$), 최댓값 $a+c=9$와 $f\left(\dfrac{\pi}{3}\right)=a\sin\dfrac{\pi}{6}+c=\dfrac{1}{2}a+c=6$을 연립하면 $a = 6,\ c = 3$이며 최솟값은 $m = -a+c = -3$이다. (3점)
2줄 (40%)두 점 $A(\pi, 9),\ B(3\pi, -3)$을 지나는 직선 $y = g(x) = -\dfrac{6}{\pi}(x-\pi)+9$가 $x$축($y=0$)과 만나는 교점의 $x$좌표는 $x = \dfrac{5\pi}{2}$ (즉, 선분 $AB$를 $3:1$로 내분하는 점)이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 구하는 넓이는 구간 $\left[\pi, \dfrac{5\pi}{2}\right]$와 $\left[\dfrac{5\pi}{2}, 3\pi\right]$의 두 직각삼각형의 넓이의 합이므로 $S = \dfrac{1}{2}\times\dfrac{3\pi}{2}\times 9 + \dfrac{1}{2}\times\dfrac{\pi}{2}\times 3 = \dfrac{27\pi}{4} + \dfrac{3\pi}{4} = \dfrac{15\pi}{2}$이다. (3점)
최종 정답
$a=6,\ b=\dfrac{1}{2},\ c=3,\ m=-3,\ \text{넓이 } \dfrac{15\pi}{2}$
| Step |
[문항 10] Ⅱ. 삼각함수 — $x$축과 교차하는 극점 연결 직선과 두 직각삼각형 넓이의 합 |
Score |
| Step 1 |
자연F형 제2회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 |
3점 |
| Step 2 |
반주기 $\beta-\alpha = 2\pi$에서 $b=1/2$, 연립방정식으로 $a=6, c=3, m=-3$을 구한 뒤 $x$축 위·아래 두 직각삼각형 넓이를 합산합니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $a=6,\ b=\dfrac{1}{2},\ c=3,\ m=-3,\ \text{넓이 } \dfrac{15\pi}{2}$ |
3점 |
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-1. 함수의 극한 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.3 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-01], [12미적Ⅰ-01-02]]
바이오생명 2회 #11 · 절댓값 기호가 포함된 분수함수의 좌·우극한 합산 | $x \gt 2$일 때는 $|x-2| = x-2$이고, $x \lt 2$일 때는 $|x-2| = -(x-2)$로 풀립니다.
[제2회 #11] (10점)
함수 $\rho(x) = \dfrac{x^2 - 4}{|x - 2|}$에 대하여 $A = \displaystyle\lim_{x \to 2+} \rho(x),\ B = \lim_{x \to 2-} \rho(x)$라 할 때, $A - B$의 값을 구하시오. (10점)
1줄 (30%)$x \gt 2$일 때 $|x - 2| = x - 2$이므로 $A = \displaystyle\lim_{x \to 2+} \dfrac{(x - 2)(x + 2)}{x - 2} = 4$이다. (3점)
2줄 (40%)$x \lt 2$일 때 $|x - 2| = -(x - 2)$이므로 $B = \displaystyle\lim_{x \to 2-} \dfrac{(x - 2)(x + 2)}{-(x - 2)} = -4$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $A - B = 4 - (-4) = 8$이다. (3점)
최종 정답
$8$
| Step |
[문항 11] Ⅰ. 함수의 극한 — 가우스·절댓값이 아닌 우극한·좌극한 분수식 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #11 · 절댓값 기호가 포함된 분수함수의 좌·우극한 합산 |
3점 |
| Step 2 |
$x \gt 2$일 때는 $|x-2| = x-2$이고, $x \lt 2$일 때는 $|x-2| = -(x-2)$로 풀립니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $8$ |
3점 |
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-07], [12미적Ⅰ-02-08]]
바이오생명 2회 #12 · $x=-1$과 $x=3$에서 극값을 갖는 삼차함수의 도함수 근과 계수의 관계 | 이차방정식 $S'(x) = 3x^2 + 2ax + b = 0$의 두 근이 $-1, 3$임을 이용해 $a, b$를 구합니다.
[제2회 #12] (10점)
삼차함수 $S(x) = x^3 + ax^2 + bx + 4$가 $x = -1$에서 극댓값을 갖고 $x = 3$에서 극솟값을 가질 때, 극댓값과 극솟값의 차 $S(-1) - S(3)$을 구하시오. (10점)
1줄 (30%)$S'(x) = 3x^2 + 2ax + b = 0$의 두 실근이 $-1, 3$이므로 $S'(x) = 3(x + 1)(x - 3) = 3x^2 - 6x - 9$에서 $a = -3,\ b = -9$이다. (3점)
2줄 (40%)따라서 $S(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + 4$이므로 극댓값은 $S(-1) = -1 - 3 + 9 + 4 = 9$이다. (4점)
3줄 (30%)극솟값은 $S(3) = 27 - 27 - 27 + 4 = -23$이므로 $S(-1) - S(3) = 9 - (-23) = 32$이다. (3점)
최종 정답
$32$
| Step |
[문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수의 극값 위치와 미정계수 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #12 · $x=-1$과 $x=3$에서 극값을 갖는 삼차함수의 도함수 근과 계수의 관계 |
3점 |
| Step 2 |
이차방정식 $S'(x) = 3x^2 + 2ax + b = 0$의 두 근이 $-1, 3$임을 이용해 $a, b$를 구합니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $32$ |
3점 |
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-02], [12미적Ⅰ-03-03], [12미적Ⅰ-03-04]]
바이오생명 2회 #13 · 주기가 $2$인 연속함수의 구간 반복 정적분 | 주기가 $2$이므로 구간 $[0, 10]$에서의 정적분은 한 주기 $[0, 2]$에서의 정적분의 $5$배입니다.
[제2회 #13] (10점)
실수 전체의 집합에서 연속인 함수 $\sigma(x)$가 모든 실수 $x$에 대하여 $\sigma(x + 2) = \sigma(x)$를 만족시키고, 닫힌구간 $[0, 2]$에서 $\sigma(x) = 3x^2 - 2x + 1$일 때, 정적분 $\displaystyle\int_0^{10} \sigma(x)\,dx$의 값을 구하시오. (10점)
1줄 (30%)모든 실수 $x$에 대하여 $\sigma(x + 2) = \sigma(x)$이므로 구간 $[0, 10]$은 길이 $2$인 주기가 $5$번 반복된다. (3점)
2줄 (40%)한 주기의 정적분은 $\displaystyle\int_0^2 (3x^2 - 2x + 1)\,dx = \left[x^3 - x^2 + x\right]_0^2 = 8 - 4 + 2 = 6$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 $\displaystyle\int_0^{10} \sigma(x)\,dx = 5 \times 6 = 30$이다. (3점)
최종 정답
$30$
| Step |
[문항 13] Ⅲ. 부정적분과 정적분 — 주기함수의 정적분 계산 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #13 · 주기가 $2$인 연속함수의 구간 반복 정적분 |
3점 |
| Step 2 |
주기가 $2$이므로 구간 $[0, 10]$에서의 정적분은 한 주기 $[0, 2]$에서의 정적분의 $5$배입니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $30$ |
3점 |
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7–8 유제 14 · 문제 2·예제 1, PDF p.13 문제 3 로그함수의 그래프 심화 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-08]]
자연F형 제2회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 | $\alpha = \log_a t + 1, \beta = t - 1/a$로 치환하여 $\alpha\beta = 30, \alpha^2+\beta^2 = 289/4$에서 정수 조건으로 $\alpha=4, \beta=15/2$를 찾습니다.
[제2회 #14] (10점)
밑 조건 $a \gt 1$과 $t \gt 1$에 대하여 두 로그곡선 $y = \log_a x + 3$, $y = \log_{1/a} x + 1$의 교점을 $A$라 하고, 수직선 $x = t$가 두 곡선과 만나는 점을 $B, C$라 하자. 두 점 $B, C$의 $y$좌표가 모두 정수이고 $\overline{AB} = \dfrac{17}{2}$, 삼각형 $ABC$의 넓이가 $30$일 때, 상수 $a$와 $t$의 값을 구하시오. (10점)
[그림] 문항 14번 함수·도형 개형
1줄 (30%)두 곡선의 교점은 $A\left(\dfrac{1}{a}, 2\right)$이고, $\alpha = \log_a t + 1\ (\gt 1),\ \beta = t - \dfrac{1}{a}\ (\gt 0)$이라 하면 $B(t, 2+\alpha),\ C(t, 2-\alpha)$이므로 밑변은 $\overline{BC} = 2\alpha$, 높이는 $\beta$이다. (3점)
2줄 (40%)넓이 $\alpha\beta = 30$과 $\overline{AB}^2 = \alpha^2 + \beta^2 = \dfrac{289}{4}$를 연립하면 $(\alpha+\beta)^2 = \dfrac{529}{4} \implies \alpha+\beta = \dfrac{23}{2}$이므로 $\{\alpha, \beta\} = \left\{4, \dfrac{15}{2}\right\}$이고, 점 $B, C$의 $y$좌표가 정수이므로 $\alpha = 4,\ \beta = \dfrac{15}{2}$이다. (4점)
3줄 (30%)$\log_a t + 1 = 4 \implies t = a^3$을 $\beta = t - \dfrac{1}{a} = \dfrac{15}{2}$에 대입하면 $2a^4 - 15a - 2 = (a-2)(2a^3+4a^2+8a+1) = 0$이므로 $a \gt 1$에서 $a = 2$이고 $t = 2^3 = 8$이다. (3점)
최종 정답
$a = 2,\ t = 8$
| Step |
[문항 14] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 로그함수 삼각형 기하와 사차방정식 $t=a^3$ 추론 |
Score |
| Step 1 |
자연F형 제2회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 |
3점 |
| Step 2 |
$\alpha = \log_a t + 1, \beta = t - 1/a$로 치환하여 $\alpha\beta = 30, \alpha^2+\beta^2 = 289/4$에서 정수 조건으로 $\alpha=4, \beta=15/2$를 찾습니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $a = 2,\ t = 8$ |
3점 |
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-03-05], [12미적Ⅰ-03-06]]
바이오생명 2회 #15 · $x$축과 세 점에서 만나는 삼차함수의 구간별 부호 분리 적분 | 구간 $[0, 1]$에서는 $y \ge 0$이고 구간 $[1, 3]$에서는 $y \le 0$이므로 두 구간으로 나누어 정적분합니다.
[제2회 #15] (10점)
삼차곡선 $y = x(x - 1)(x - 3)$과 $x$축으로 둘러싸인 두 부분의 넓이의 합 $S$를 기약분수로 구하시오. (10점)
1줄 (30%)$y = x^3 - 4x^2 + 3x$는 $[0, 1]$에서 $y \ge 0$이고 $[1, 3]$에서 $y \le 0$이다. (3점)
2줄 (40%)원시함수 $F(x) = \dfrac{1}{4}x^4 - \dfrac{4}{3}x^3 + \dfrac{3}{2}x^2$에 대하여 $F(0)=0,\ F(1)=\dfrac{5}{12},\ F(3)=-\dfrac{9}{4}$이다. (4점)
3줄 (30%)따라서 넓이의 합은 $S = \{F(1) - F(0)\} + \{F(1) - F(3)\} = \dfrac{5}{12} + \left(\dfrac{5}{12} + \dfrac{27}{12}\right) = \dfrac{37}{12}$이다. (3점)
최종 정답
$\dfrac{37}{12}$
| Step |
[문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 삼차곡선과 $x$축으로 둘러싸인 도형의 넓이 |
Score |
| Step 1 |
바이오생명 2회 #15 · $x$축과 세 점에서 만나는 삼차함수의 구간별 부호 분리 적분 |
3점 |
| Step 2 |
구간 $[0, 1]$에서는 $y \ge 0$이고 구간 $[1, 3]$에서는 $y \le 0$이므로 두 구간으로 나누어 정적분합니다. |
4점 |
| Step 3 |
최종 정답: $\dfrac{37}{12}$ |
3점 |