2027학년도 가천대학교 약술형 논술 자연F형 (바이오·생명·의공·헬스케어학군) 모의고사 제3회 수학문제집
2022 개정 교육과정 (대수 · 미적분Ⅰ) | 실전 응용편 (거듭제곱근 대소·삼각부등식·사잇값 정리) | 문항 7~15번 (문항당 10점, 총 90점)
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.2 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수01-01], [12대수01-02]] 바이오생명 3회 #7 · 거듭제곱근의 지수를 $1/6$으로 통일하여 밑 비교 · [문항 7] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 지수법칙과 세 수의 대소 비교
[3회 #7] (10점)
세 양수 $A = \sqrt{2},\ B = \sqrt[3]{3},\ C = \sqrt[6]{7}$ 중에서 가장 큰 수를 $M$, 가장 작은 수를 $m$이라 할 때, $(Mm)^6$의 값을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #7 · 거듭제곱근의 지수를 $1/6$으로 통일하여 밑 비교]
$A^6, B^6, C^6$의 값을 각각 계산하여 대소를 비교합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 7] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 지수법칙과 세 수의 대소 비교
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #7 · 거듭제곱근의 지수를 $1/6$으로 통일하여 밑 비교
[Step 3 · 3점] $A^6, B^6, C^6$의 값을 각각 계산하여 대소를 비교합니다.
Ans:                   
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.13 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] 바이오생명 3회 #8 · $[0, 2\pi]$에서 이차 삼각부등식의 인수분해와 해 구간 · [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각부등식의 해의 구간 길이
[3회 #8] (10점)
$0 \le x \le 2\pi$일 때, 부등식 $2\sin^2 x - \sqrt{3}\sin x \ge 0$을 만족시키는 $x$의 값의 범위가 $x = 0$ 또는 $\alpha \le x \le \beta$ 또는 $\gamma \le x \le 2\pi$이다. $\alpha + \beta + \gamma$의 값을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #8 · $[0, 2\pi]$에서 이차 삼각부등식의 인수분해와 해 구간]
$\sin x(2\sin x - \sqrt{3}) \ge 0$으로 인수분해하여 $\sin x \le 0$ 또는 $\sin x \ge \frac{\sqrt{3}}{2}$인 구간을 구합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 8] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각부등식의 해의 구간 길이
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #8 · $[0, 2\pi]$에서 이차 삼각부등식의 인수분해와 해 구간
[Step 3 · 3점] $\sin x(2\sin x - \sqrt{3}) \ge 0$으로 인수분해하여 $\sin x \le 0$ 또는 $\sin x \ge \frac{\sqrt{3}}{2}$인 구간을 구합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ-2. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 유제 14 변형 | 성취기준: [12대수03-04], [12대수03-05], [12대수03-06]] 바이오생명 3회 #9 · $\sum (2^k + 3k)$의 등비수열 합 공식과 자연수 합 공식 분리 · [문항 9] Ⅲ. 수열 — 등차수열과 등비수열의 시그마 결합
[3회 #9] (10점)
합 $U = \displaystyle\sum_{k=1}^6 (2^k + 3k - 1)$의 값을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #9 · $\sum (2^k + 3k)$의 등비수열 합 공식과 자연수 합 공식 분리]
등비수열 $\sum 2^k$와 등차수열 $\sum (3k-1)$로 분리하여 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 9] Ⅲ. 수열 — 등차수열과 등비수열의 시그마 결합
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #9 · $\sum (2^k + 3k)$의 등비수열 합 공식과 자연수 합 공식 분리
[Step 3 · 3점] 등비수열 $\sum 2^k$와 등차수열 $\sum (3k-1)$로 분리하여 계산합니다.
Ans:                   
[출처: 대수 교과서 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.18–19 유제 14 · 예제 1·예제 2, PDF p.27 삼각함수의 그래프와 주기 변형 | 성취기준: [12대수02-02]] 자연F형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 10] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각함수의 반주기 간격과 사다리꼴의 넓이
[3회 #10] (10점)
양수 $a, b, c$ ($a \lt c$)에 대하여 함수 $f(x) = a\sin bx + c$ ($0 \le x \le 2\pi/b$)의 최댓점 $A(\alpha, 15)$와 최솟점 $B(\beta, m)$을 지나는 직선을 $y=g(x)$라 하자. 반주기 간격이 $\beta - \alpha = 4\pi$이고 $f\left(\dfrac{2\pi}{3}\right) = 12$일 때, 직선 $y=g(x)$와 $x$축 및 두 수직선 $x=\alpha, x=\beta$로 둘러싸인 사다리꼴의 넓이를 구하시오. (10점)
문항 10 기하 다이어그램
[그림] 문항 10번 함수·도형 개형
[자연F형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
$\pi/b = 4\pi \implies b=1/4$과 $a+c=15, \frac{1}{2}a+c=12$에서 $a=6, c=9, m=3$을 구해 사다리꼴 넓이를 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 10] Ⅱ. 삼각함수 — 삼각함수의 반주기 간격과 사다리꼴의 넓이
[Step 2 · 4점] 자연F형 제3회 #10 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] $\pi/b = 4\pi \implies b=1/4$과 $a+c=15, \frac{1}{2}a+c=12$에서 $a=6, c=9, m=3$을 구해 사다리꼴 넓이를 계산합니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.6 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-01-03], [12미적Ⅰ-01-04]] 바이오생명 3회 #11 · 다항방정식 $f(x)=0$의 구간 양 끝 부호 변화 · [문항 11] Ⅰ. 함수의 연속 — 사잇값 정리를 이용한 실근 존재 구간 판별
[3회 #11] (10점)
다항함수 $\theta(x) = x^3 + 2x - 9$에 대하여 방정식 $\theta(x) = 0$의 유일한 실근이 열린구간 $(n, n + 1)$에 존재하도록 하는 정수 $n$의 값을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #11 · 다항방정식 $f(x)=0$의 구간 양 끝 부호 변화]
$\theta'(x) = 3x^2 + 2 \gt 0$이므로 단조증가함수이며, $\theta(n)\theta(n+1) \lt 0$이 되는 정수 $n$을 찾습니다.
[Step 1 · 3점] [문항 11] Ⅰ. 함수의 연속 — 사잇값 정리를 이용한 실근 존재 구간 판별
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #11 · 다항방정식 $f(x)=0$의 구간 양 끝 부호 변화
[Step 3 · 3점] $\theta'(x) = 3x^2 + 2 \gt 0$이므로 단조증가함수이며, $\theta(n)\theta(n+1) \lt 0$이 되는 정수 $n$을 찾습니다.
Ans:                   
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.4 유제 14 변형 | 성취기준: [12미적Ⅰ-02-05], [12미적Ⅰ-02-06]] 바이오생명 3회 #12 · 이차곡선 위의 점에서의 접선과 $x$축·$y$축으로 둘러싸인 직각삼각형 · [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 접선의 방정식과 삼각형의 넓이
[3회 #12] (10점)
곡선 $y = x^2 - 4x + 7$ 위의 점 $(3, 4)$에서의 접선과 $x$축, $y$축으로 둘러싸인 삼각형의 넓이를 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #12 · 이차곡선 위의 점에서의 접선과 $x$축·$y$축으로 둘러싸인 직각삼각형]
점 $(3, 4)$에서의 접선의 방정식을 구한 뒤 $x$절편과 $y$절편을 찾아 직각삼각형 넓이를 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 12] Ⅱ. 도함수의 활용 — 접선의 방정식과 삼각형의 넓이
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #12 · 이차곡선 위의 점에서의 접선과 $x$축·$y$축으로 둘러싸인 직각삼각형
[Step 3 · 3점] 점 $(3, 4)$에서의 접선의 방정식을 구한 뒤 $x$절편과 $y$절편을 찾아 직각삼각형 넓이를 계산합니다.
Ans:                   
[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 3회 #13 · 삼차함수가 닫힌구간 $[1, 4]$에서 감소할 도함수 부등식 조건 · [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수의 증가·감소 구간
[3회 #13] (10점)
삼차함수 $C(x) = x^3 - 6x^2 + kx + 2$가 닫힌구간 $[1, 3]$에서 감소하도록 하는 실수 $k$의 최댓값을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #13 · 삼차함수가 닫힌구간 $[1, 4]$에서 감소할 도함수 부등식 조건]
구간 $[1, 3]$에 속하는 모든 $x$에서 $C'(x) = 3x^2 - 12x + k \le 0$이려면 구간의 양 끝점에서 $0$ 이하이면 됩니다.
[Step 1 · 3점] [문항 13] Ⅱ. 도함수의 활용 — 삼차함수의 증가·감소 구간
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #13 · 삼차함수가 닫힌구간 $[1, 4]$에서 감소할 도함수 부등식 조건
[Step 3 · 3점] 구간 $[1, 3]$에 속하는 모든 $x$에서 $C'(x) = 3x^2 - 12x + k \le 0$이려면 구간의 양 끝점에서 $0$ 이하이면 됩니다.
Ans:                   
[출처: 대수 교과서 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.7 유제 14 · 문제 2, PDF p.8 예제 1 로그함수의 그래프 변형 | 성취기준: [12대수01-07], [12대수01-04]] 자연F형 제3회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입 · [문항 14] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 대칭인 두 로그함수와 삼각형의 넓이·변의 길이
[3회 #14] (10점)
상수 $a \gt 1$ 및 $t \gt 1$에 대하여 직선 $y=4$에 대칭인 두 곡선 $y = \log_a x + 5$와 $y = \log_{1/a} x + 3$의 교점을 $A$라 하고, 직선 $x = t$와의 교점을 각각 $B, C$라 하자. 점 $B, C$의 $y$좌표가 정수이고 $\overline{AB} = \dfrac{10}{3}$, 삼각형 $ABC$의 넓이가 $\dfrac{16}{3}$일 때, $a$와 $t$를 각각 구하시오. (10점)
문항 14 기하 다이어그램
[그림] 문항 14번 함수·도형 개형
[자연F형 제3회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입]
$A(1/a, 4)$를 기준으로 $\alpha = \log_a t + 1 = 2, \beta = t - 1/a = 8/3$을 구해 이차방정식 $3a^2 - 8a - 3 = 0$을 풉니다.
[Step 1 · 3점] [문항 14] Ⅰ. 지수함수와 로그함수 — 대칭인 두 로그함수와 삼각형의 넓이·변의 길이
[Step 2 · 4점] 자연F형 제3회 #14 · 기하·함수 그래프 해석 아키타입
[Step 3 · 3점] $A(1/a, 4)$를 기준으로 $\alpha = \log_a t + 1 = 2, \beta = t - 1/a = 8/3$을 구해 이차방정식 $3a^2 - 8a - 3 = 0$을 풉니다.
Ans:                   
[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 3회 #15 · 가속도가 $0$이 되는 시각까지의 위치 변화량 정적분 · [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 속도와 가속도가 결합된 운동의 위치 변화량
[3회 #15] (10점)
원점을 출발하여 수직선 위를 움직이는 점 $P$의 시각 $t$ ($t \ge 0$)에서의 속도가 $v(t) = -t^2 + 6t$이다. 출발 후 점 $P$의 가속도가 $0$이 되는 순간까지 점 $P$의 위치의 변화량을 구하시오. (10점)
[바이오생명 3회 #15 · 가속도가 $0$이 되는 시각까지의 위치 변화량 정적분]
가속도 $a(t) = v'(t) = -2t + 6 = 0$이 되는 시각 $t=3$을 구하고 $\int_0^3 v(t)\,dt$를 계산합니다.
[Step 1 · 3점] [문항 15] Ⅲ. 정적분의 활용 — 속도와 가속도가 결합된 운동의 위치 변화량
[Step 2 · 4점] 바이오생명 3회 #15 · 가속도가 $0$이 되는 시각까지의 위치 변화량 정적분
[Step 3 · 3점] 가속도 $a(t) = v'(t) = -2t + 6 = 0$이 되는 시각 $t=3$을 구하고 $\int_0^3 v(t)\,dt$를 계산합니다.
Ans: