2027학년도 건국대학교 수리논술 모의고사 6회 (자연계열 · 제1~4문항 · 100분)

[대문항 1] 포물선의 접선·법선과 초점 사각형의 성질 (25점)

배점 25점 · 100분
[출처: 비상교육 기하 Ⅰ-1. 이차곡선 (DB: GEOM_Ch01_비상) PDF p.6 탐구 5061 변형 | 성취기준: 12기하01-01, 12기하01-04]
[제시문 (가)] 초점이 $F(p, 0)$ ($p > 0$)이고 준선이 $x = -p$인 포물선 $y^2 = 4px$ 위의 점 $P(x_1, y_1)$ ($y_1 > 0$)에서의 접선의 방정식은 $y_1 y = 2p(x + x_1)$이다.
[제시문 (나)] 포물선 $C : y^2 = 8x$의 초점을 $F$라 하고, 제$1$사분면 위의 점 $P(t^2/2, 2t)$ ($t > 0$)에서의 접선이 $x$축과 만나는 점을 $T$, 점 $P$를 지나고 이 접선에 수직인 직선(법선)이 $x$축과 만나는 점을 $N$이라 하자.
[문항 1-1] (8점) 초점 $F$의 좌표를 구하고, 점 $P(t^2/2, 2t)$에서의 접선의 방정식과 법선의 방정식을 각각 $t$에 대한 식으로 나타내시오.
[문항 1-2] (8점) 두 점 $T, N$의 $x$좌표를 $t$에 대한 식으로 구하고, 임의의 $t > 0$에 대하여 $\overline{FT} = \overline{FP}$ 및 $\overline{FN} - \overline{FP} = 4$가 성립함을 증명하시오.
[문항 1-3] (9점) 직각삼각형 $PTN$의 넓이가 $64$일 때 양수 $t$의 값을 구하고, 이때 선분 $PN$의 길이를 구하시오.
[건국대 KU논술우수자 답안 작성 유의사항] 2022 개정 교육과정 교과서 정리와 정의에 근거하여 논리적 전개 과정, 핵심 수식 계산, 최종 결론을 각 소문항 답안란에 구분하여 기술하시오.
[소문항 1-1 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 1-2 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 1-3 논술 답안 작성란]배점 9점 · 풀이 과정 및 근거 명시
2027학년도 건국대학교 수리논술 모의고사 6회 (자연계열 · 제1~4문항 · 100분)

[대문항 2] 비복원 추출 범위 확률변수와 기댓값 추론 (25점)

배점 25점 · 100분
[출처: 한국교육과정평가원 확률과 통계 Ⅱ-1. 확률변수와 확률분포 (DB: KICE_2028) PDF p.11 탐구 5062 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통03-01]
[제시문 (가)] 자연수 $m$에 대하여 $\sum_{k=1}^{m} k = \dfrac{m(m+1)}{2}$, $\sum_{k=1}^{m} k^2 = \dfrac{m(m+1)(2m+1)}{6}$, $\sum_{k=1}^{m} k^3 = \left\{\dfrac{m(m+1)}{2}\right\}^2$이 성립한다.
[제시문 (나)] $1$부터 $n$ ($n \ge 4$)까지의 자연수가 하나씩 적힌 $n$장의 카드 중에서 임의로 $3$장의 카드를 동시에 뽑을 때, 뽑힌 $3$장의 카드에 적힌 수 중 가장 큰 수에서 가장 작은 수를 뺀 값을 확률변수 $X$라 하자.
[문항 2-1] (8점) 확률변수 $X$가 가질 수 있는 값 $k$ ($2 \le k \le n - 1$)에 대하여 확률질량함수 $\mathrm{P}(X = k)$를 $n$과 $k$에 대한 식으로 구하시오.
[문항 2-2] (8점) 제시문 (가)의 거듭제곱 합 공식을 이용하여 확률변수 $X$의 기댓값 $\mathrm{E}(X)$를 $n$에 대한 가장 간단한 식으로 나타내시오.
[문항 2-3] (9점) 기댓값 $\mathrm{E}(X) = 24$일 때 자연수 $n$의 값을 구하고, 이때 $\mathrm{P}(X = 24)$의 값을 기약분수로 구하시오.
[건국대 KU논술우수자 답안 작성 유의사항] 2022 개정 교육과정 교과서 정리와 정의에 근거하여 논리적 전개 과정, 핵심 수식 계산, 최종 결론을 각 소문항 답안란에 구분하여 기술하시오.
[소문항 2-1 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 2-2 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 2-3 논술 답안 작성란]배점 9점 · 풀이 과정 및 근거 명시
2027학년도 건국대학교 수리논술 모의고사 6회 (자연계열 · 제1~4문항 · 100분)

[대문항 3] 두 포물선의 공통법선과 접점 거리의 변화율 (25점)

배점 25점 · 100분
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.5 탐구 5063 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-02-08]
[제시문 (가)] 좌표평면에서 미분가능한 곡선 $y = f(x)$ 위의 점 $P(t, f(t))$에서의 접선과 수직이고 점 $P$를 지나는 직선의 기울기는 $-\dfrac{1}{f'(t)}$ (단, $f'(t) \ne 0$)이다.
[제시문 (나)] 양수 $a$에 대하여 포물선 $C_1 : y = x^2 + 2$ 위의 점 $P$에서의 접선 $l_1$과 포물선 $C_2 : y = -(x - a)^2$ 위의 점 $Q$에서의 접선 $l_2$가 모두 직선 $PQ$와 수직이다. 점 $P$의 $x$좌표를 $b$ ($b > 0$)라 하고 선분 $PQ$의 길이를 $L$이라 하자.
[문항 3-1] (8점) 두 접선 $l_1, l_2$가 평행함을 이용하여 점 $Q$의 좌표를 $a, b$에 대한 식으로 나타내고, 직선 $PQ$가 $l_1$과 수직임을 이용하여 $a$를 $b$에 대한 삼차식으로 나타내시오.
[문항 3-2] (8점) $a = 10$일 때 양수 $b$의 값과 두 점 $P, Q$의 좌표를 각각 구하시오.
[문항 3-3] (9점) 선분 $PQ$의 길이 $L$을 $b$에 대한 식으로 나타내고, $a = 10$인 순간 $a$에 대한 $L$의 변화율(미분계수) $\dfrac{dL}{da}$의 값을 구하시오.
[건국대 KU논술우수자 답안 작성 유의사항] 2022 개정 교육과정 교과서 정리와 정의에 근거하여 논리적 전개 과정, 핵심 수식 계산, 최종 결론을 각 소문항 답안란에 구분하여 기술하시오.
[소문항 3-1 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 3-2 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 3-3 논술 답안 작성란]배점 9점 · 풀이 과정 및 근거 명시
2027학년도 건국대학교 수리논술 모의고사 6회 (자연계열 · 제1~4문항 · 100분)

[대문항 4] 포물선 밖의 점에서 그은 법선 개수와 격자점 (25점)

배점 25점 · 100분
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.7 탐구 5064 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-02-09]
[제시문 (가)] 삼차함수 $g(t) = t^3 - 3mt$ ($m > 0$)는 $t = -\sqrt{m}$에서 극댓값 $2m\sqrt{m}$을 갖고, $t = \sqrt{m}$에서 극솟값 $-2m\sqrt{m}$을 갖는다.
[제시문 (나)] 좌표평면 위의 점 $A(a, b)$에서 포물선 $C : y = \dfrac{1}{2}x^2$에 그은 법선(포물선 위의 점 $P$에서의 접선에 수직이고 선분 $AP$를 포함하는 직선)의 개수가 $3$이 되도록 하는 실수 $a, b$의 조건을 탐구한다.
[문항 4-1] (8점) 포물선 $C$ 위의 점 $P(t, t^2/2)$에서의 법선이 점 $A(a, b)$를 지날 필요충분조건을 $t$에 대한 삼차방정식 $t^3 - 2(b - 1)t = 2a$로 유도하시오.
[문항 4-2] (8점) 점 $A(a, b)$에서 포물선 $C$에 서로 다른 $3$개의 법선을 그을 수 있기 위한 $a, b$의 부등식 조건을 유도하시오.
[문항 4-3] (9점) $4 \le a \le 25$, $5 \le b \le 7$인 두 자연수 $a, b$에 대하여 문항 4-2의 조건을 만족시키는 점 $A(a, b)$의 개수를 구하시오.
[건국대 KU논술우수자 답안 작성 유의사항] 2022 개정 교육과정 교과서 정리와 정의에 근거하여 논리적 전개 과정, 핵심 수식 계산, 최종 결론을 각 소문항 답안란에 구분하여 기술하시오.
[소문항 4-1 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 4-2 논술 답안 작성란]배점 8점 · 풀이 과정 및 근거 명시
[소문항 4-3 논술 답안 작성란]배점 9점 · 풀이 과정 및 근거 명시