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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 해설집
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ROUND 01 · SOLUTION & RUBRIC BOOK (100점 만점)

고려대학교 2027학년도 자연계열 실전모의고사 제1회 해설집

2026학년도 자연계 오전 기출 완벽 변형 (이과대·생명과학대·수학교육·간호대 표준) (4단계 모범해설 · 2열 채점기준표)
시험 시간 · 문항 구성 (고려대 표준)
80분 · 4문항 (30점+30점+20점+20점 = 100점)
출제 범위 (5대 수학 교과 전수 반영)
수학I · 수학II · 미적분 · 기하 · 확률과 통계
수능최저학력기준 (2027 자연계)
국·수·영·과(2평균) 4개 영역 등급 합 8 이내
교재 규격 · 활용 대상
모범해설 · 2열 루브릭 채점기준표 수록 (제2권 해설집)

📚 수록 회차 및 2026·2025 기출 매핑 아키텍처 (아카데미 · 선생님 표준 교재)

회차 출제 기준 및 대표 모집단위 매핑 문항 배점 구성
제1회2026학년도 자연계 오전 기출 완벽 변형 (이과대·생명과학대·수학교육·간호대 표준)문항1(30점) / 문항2(30점) / 문항3(20점) / 문항4(20점)
책임 총괄: 강 원장 · Questio AI 출판개발본부 (QAH-JAR 16인 위원회 & 10인 검증단 인증) 고려대학교 자연계열 수리논술 대비 정품 교재
QUESTIO · KOREA UNIV SOLUTION
🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (모범해설 및 채점기준표) 2027학년도 제1회 실전모의고사 · [문제 1] 모범해설
[문제 1 해설] [수학I · 수학II · 미적분 (수열의 극한과 도형·정적분 넓이)] [배점 30점] [4단계 무비약 모범답안]
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ 정적분과 도형의 넓이 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 탐구 115 탐구 11 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-05, 12미적Ⅱ-01-01]

🎯 [1단계: 출제의도] 포물선과 직선으로 둘러싸인 넓이 공식 \(\dfrac{|\alpha-\beta|^3}{6}\) 및 두 교점 사이의 현의 길이 공식을 근과 계수의 관계로 표현하고, 무리식의 차분 극한을 유리화·인수분해하여 정확히 계산할 수 있는지 평가합니다.

🔑 [2단계: 조건 번역 및 핵심 발상] 이차방정식 \(x^2 - mx - 2 = 0\)의 두 실근을 \(\alpha, \beta\)라 하면 \(\alpha + \beta = m\), \(\alpha\beta = -2\)이므로 \((\alpha-\beta)^2 = m^2 + 8\)입니다. 조건 (가)의 넓이는 \(\dfrac{(a_n^2+8)^{3/2}}{6} = \dfrac{4}{3}n\)이고, 조건 (나)의 현의 길이 제곱은 \((1+b_n^2)(b_n^2+8) = 2n^2\)입니다.

[1단계] 조건 (가)를 이용한 \(a_n^2\)의 관계식 및 첫 번째 극한값 도출 (10점)

포물선 \(y = x^2\)과 직선 \(y = a_n x + 2\)의 교점의 \(x\)좌표를 \(\alpha_n, \beta_n\) (\(\alpha_n < \beta_n\))이라 하면, \(\alpha_n, \beta_n\)은 이차방정식 \(x^2 - a_n x - 2 = 0\)의 두 근이다. 근과 계수의 관계에 의하여 \(\alpha_n + \beta_n = a_n\), \(\alpha_n \beta_n = -2\)이므로

\[ (\beta_n - \alpha_n)^2 = (\alpha_n + \beta_n)^2 - 4\alpha_n \beta_n = a_n^2 + 8 \implies \beta_n - \alpha_n = \sqrt{a_n^2 + 8} \]

포물선과 직선으로 둘러싸인 도형의 넓이 \(S_n\)은 정적분 공식에 의하여

\[ S_n = \int_{\alpha_n}^{\beta_n} (a_n x + 2 - x^2)\,dx = \frac{(\beta_n - \alpha_n)^3}{6} = \frac{(a_n^2 + 8)^{3/2}}{6} \]

조건 (가)에서 \(S_n = \dfrac{4}{3}n\)이므로 \((a_n^2 + 8)^{3/2} = 8n\)이고, 양변에 \(\dfrac{2}{3}\)제곱을 취하면

\[ a_n^2 + 8 = (8n)^{2/3} = 4\sqrt[3]{n^2} \implies a_n^2 = 4\sqrt[3]{n^2} - 8 \]

따라서 첫 번째 극한값은 다음과 같다.

\[ \lim_{n \to \infty} \frac{a_n^2}{\sqrt[3]{n^2}} = \lim_{n \to \infty} \left(4 - \frac{8}{\sqrt[3]{n^2}}\right) = 4 \]

[2단계] 조건 (나)를 이용한 \(b_n\)의 관계식 및 두 번째 극한값 도출 (10점)

포물선 \(y = x^2\)과 직선 \(y = b_n x + 2\)의 두 교점을 \(P(p_n, b_n p_n + 2)\), \(Q(q_n, b_n q_n + 2)\)라 하면, \(p_n + q_n = b_n\), \(p_n q_n = -2\)이므로 \((q_n - p_n)^2 = b_n^2 + 8\)이다. 두 교점 사이의 거리가 \(\sqrt{2}\,n\)이므로

\[ \overline{PQ}^2 = (q_n - p_n)^2 + b_n^2(q_n - p_n)^2 = (b_n^2 + 1)(b_n^2 + 8) = 2n^2 \]

이를 \(b_n^2\)에 대한 이차방정식으로 정리하면 \((b_n^2)^2 + 9b_n^2 + 8 - 2n^2 = 0\)이고, \(b_n^2 > 0\)이므로 근의 공식에 의하여

\[ b_n^2 = \frac{-9 + \sqrt{81 - 4(8 - 2n^2)}}{2} = \frac{\sqrt{8n^2 + 49} - 9}{2} \]

양변을 \(n\)으로 나누어 극한을 취하면

\[ \lim_{n \to \infty} \frac{b_n^2}{n} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{8 + \frac{49}{n^2}} - \frac{9}{n}}{2} = \frac{2\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} \]

조건에서 \(a_n < b_n\)이고 \(n \ge 5\)일 때 \(b_n^2 > a_n^2 > 0\)이므로 \(b_n > 0\)이다. 따라서

\[ \lim_{n \to \infty} \frac{b_n}{\sqrt{n}} = \sqrt{\sqrt{2}} = \sqrt[4]{2} \]

[3단계] \(\lim_{n \to \infty} (b_n - a_n)\)의 판정 (10점)

\(n \to \infty\)일 때 \(b_n\)은 \(\sqrt[4]{2}\,\sqrt{n} = 2^{1/4} n^{1/2}\)의 차수로 발산하고, \(|a_n| = \sqrt{4n^{2/3}-8}\)은 \(2n^{1/3}\)의 차수로 발산한다. 지수 비교에서 \(\dfrac{1}{2} > \dfrac{1}{3}\)이므로

\[ \lim_{n \to \infty} \frac{|a_n|}{b_n} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{4n^{2/3}-8}}{\sqrt{n}} \cdot \frac{\sqrt{n}}{b_n} = 0 \cdot \frac{1}{\sqrt[4]{2}} = 0 \]

따라서 \(b_n - a_n = b_n\left(1 - \dfrac{a_n}{b_n}\right)\)에서 \(b_n \to \infty\)이고 \(1 - \dfrac{a_n}{b_n} \to 1\)이므로 \(\lim_{n \to \infty} (b_n - a_n) = \infty\) (발산)이다.

✅ [4단계: 최종 정답] \(\lim_{n \to \infty} \dfrac{a_n^2}{\sqrt[3]{n^2}} = 4\), \(\quad \lim_{n \to \infty} \dfrac{b_n}{\sqrt{n}} = \sqrt[4]{2}\), \(\quad \lim_{n \to \infty} (b_n - a_n) = \infty\text{ (양의 무한대로 발산)}\)
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (채점기준표 & 감점방어 클리닉 (계속)) 채점기준표 · 제1회 실전모의고사 1번 루브릭
[채점기준 1] [수학I · 수학II · 미적분 (수열의 극한과 도형·정적분 넓이)] [배점 30점] [4단계 무비약 모범답안]
📋 고려대학교 채점 기준표 (단계별 부분점수 루브릭 · 아카데미 선생님 첨삭 기준) 배점 (30점)
근과 계수의 관계 및 넓이 공식으로 \(a_n^2 = 4\sqrt[3]{n^2} - 8\)을 유도하고 첫 번째 극한값 \(4\)를 구함10점
두 교점 사이의 거리 공식으로 \((b_n^2+1)(b_n^2+8)=2n^2\)을 세우고 \(\lim \frac{b_n}{\sqrt{n}} = \sqrt[4]{2}\)를 구함10점
\(b_n\)(\(n^{1/2}\) 차수)과 \(a_n\)(\(n^{1/3}\) 차수)의 발산 차수 비 \(\lim \frac{|a_n|}{b_n} = 0\)을 비교하여 \(\lim(b_n - a_n) = \infty\)임을 논증함10점
⚠️ [감점 방지 클리닉] 직선의 기울기 \(b_n\)이 이루는 할선의 길이를 구할 때 \(\sqrt{1+b_n^2}|\beta-\alpha|\)에서 \(1+b_n^2\) 인수를 누락하면 2단계 점수가 대폭 감점됩니다.
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (모범해설 및 채점기준표) 2027학년도 제1회 실전모의고사 · [문제 2] 모범해설
[문제 2 해설] [수학II (다항함수의 미분법과 적분법 · 접선과 넓이)] [배점 30점] [4단계 무비약 모범답안]
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ 접선의 방정식과 곡선 사이의 넓이 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.1 탐구 127 탐구 12 / (DB: CAL1_Ch03) PDF p.3 탐구 128 탐구 12 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-03-05]

🎯 [1단계: 출제의도] 미분계수를 통한 다항함수의 계수 결정, 삼차함수와 이차함수가 접할 조건(\(h(\alpha)=0, h'(\alpha)=0\)), 그리고 삼차함수와 접선이 이루는 넓이 공식 \(\dfrac{(\beta-\alpha)^4}{12}\)의 활용 능력을 평가합니다.

🔑 [2단계: 조건 번역 및 핵심 발상] 조건 (가)에서 \(g'(0) = f'(0) = -6\)이고, 조건 (나)에서 \(g(x)\)의 이차항 계수가 \(1\)임을 얻어 \(g(x) = x^2 - 6x + c\)로 확정합니다. 이후 \(h(x) = f(x) - g(x) = x^3 - x^2 - c\)가 양수 \(x=\alpha\)에서 극소이자 접점(\(h(\alpha)=h'(\alpha)=0\))이 됨을 이용합니다.

[1단계] 조건 (가), (나)를 이용한 이차함수 \(g(x)\)의 일차·이차항 계수 결정 (10점)

이차함수 \(g(x) = ax^2 + bx + c\) (\(a > 0\))라 하면 \(g'(x) = 2ax + b\)이다. 한편 \(f(x) = x^3 - 6x\)에서 \(f'(x) = 3x^2 - 6\)이므로 점 \((0, 0)\)에서의 접선의 기울기는 \(f'(0) = -6\)이다.

조건 (가)에 의하여 \(g'(0) = f'(0)\)이므로 \(b = -6\)이다.

조건 (나)에서 \(g'(x) - g'(-x) = (2ax - 6) - (-2ax - 6) = 4ax = 4x\)이므로 \(a = 1\)이다. 따라서

\[ g(x) = x^2 - 6x + c \]

[2단계] 조건 (다)를 이용한 상수 \(c\) 및 교점·접점의 좌표 결정 (10점)

\(h(x) = f(x) - g(x)\)라 하면

\[ h(x) = (x^3 - 6x) - (x^2 - 6x + c) = x^3 - x^2 - c \]

조건 (다)에서 두 곡선이 양수인 점 \(x = \alpha\) (\(\alpha > 0\))에서 접하므로 \(h(\alpha) = 0\)이고 \(h'(\alpha) = 0\)이다.

\[ h'(x) = 3x^2 - 2x = x(3x - 2) = 0 \]

\(\alpha > 0\)이므로 접점의 \(x\)좌표는 \(\alpha = \dfrac{2}{3}\)이다. 이를 \(h(\alpha) = 0\)에 대입하면

\[ c = \left(\frac{2}{3}\right)^3 - \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{8}{27} - \frac{12}{27} = -\frac{4}{27} \]

이때 \(h(x) = x^3 - x^2 + \dfrac{4}{27} = \left(x - \dfrac{2}{3}\right)^2\left(x + \dfrac{1}{3}\right) = 0\)이므로 다른 한 교점의 \(x\)좌표는 \(\beta = -\dfrac{1}{3}\)이다.

[3단계] 두 곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이 계산 (10점)

구간 \(\left[-\dfrac{1}{3}, \dfrac{2}{3}\right]\)에서 \(h(x) = \left(x - \dfrac{2}{3}\right)^2\left(x + \dfrac{1}{3}\right) \ge 0\)이므로 구하는 넓이 \(S\)는

\[ S = \int_{-1/3}^{2/3} \left(x - \frac{2}{3}\right)^2\left(x + \frac{1}{3}\right)\,dx \]

\(t = x - \dfrac{2}{3}\)로 치환하면 \(x + \dfrac{1}{3} = t + 1\)이고 적분 구간은 \([-1, 0]\)이 되므로

\[ S = \int_{-1}^{0} t^2(t + 1)\,dt = \left[\frac{t^4}{4} + \frac{t^3}{3}\right]_{-1}^{0} = 0 - \left(\frac{1}{4} - \frac{1}{3}\right) = \frac{1}{12} \]
✅ [4단계: 최종 정답] \(\dfrac{1}{12}\)
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (채점기준표 & 감점방어 클리닉 (계속)) 채점기준표 · 제1회 실전모의고사 2번 루브릭
[채점기준 2] [수학II (다항함수의 미분법과 적분법 · 접선과 넓이)] [배점 30점] [4단계 무비약 모범답안]
📋 고려대학교 채점 기준표 (단계별 부분점수 루브릭 · 아카데미 선생님 첨삭 기준) 배점 (30점)
조건 (가), (나)로부터 \(g'(0)=-6\), \(a=1\)을 도출하여 \(g(x)=x^2-6x+c\)로 표현함10점
차함수 \(h(x)=x^3-x^2-c\)의 미분을 통해 양의 접점 \(x=\frac{2}{3}\), \(c=-\frac{4}{27}\), 교점 \(x=-\frac{1}{3}\)을 구함10점
정적분을 정확히 수행하여 둘러싸인 도형의 넓이 \(\frac{1}{12}\)을 도출함10점
⚠️ [감점 방지 클리닉] 접점의 \(x\)좌표가 양수라는 단서를 놓쳐 \(\alpha=0\)인 경우(\(c=0\))를 선택하면 조건 (다) 위배로 2, 3단계 점수를 잃게 됩니다.
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (모범해설 및 채점기준표) 2027학년도 제1회 실전모의고사 · [문제 3] 모범해설
[문제 3 해설] [기하 (이차곡선 타원의 정의와 코사인법칙·중선정리)] [배점 20점] [4단계 무비약 모범답안]
[출처: 비상 기하 타원의 뜻과 방정식 (DB: GEOM_Ch01) PDF p.1 탐구 132 탐구 13 / 삼각함수 코사인법칙 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.3 탐구 133 탐구 13 변형 | 성취기준: 12기하01-01, 12대수02-03]

🎯 [1단계: 출제의도] 타원의 정의(\(\overline{PF} + \overline{PF'} = 2a\))를 활용하여 두 초점 거리를 구하고, 삼각형 \(PF'F\)에서 원점 \(O\)가 변 \(F'F\)의 중점임을 착안하여 코사인법칙(또는 파푸스의 중선정리)으로 초점 좌표 \(c\)와 삼각형의 넓이를 도출하는 기하적 문제해결력을 평가합니다.

🔑 [2단계: 조건 번역 및 핵심 발상] 장축의 길이가 \(8\)이므로 \(\overline{PF} + \overline{PF'} = 8\)이고 \(1:3\) 비에 의해 \(\overline{PF}=2, \overline{PF'}=6\)입니다. 원점 \(O\)는 선분 \(F'F\)의 중점이므로 중선정리 \(\overline{PF}^2 + \overline{PF'}^2 = 2(\overline{OP}^2 + \overline{OF}^2)\)를 적용합니다.

[1단계] 타원의 정의를 이용한 \(\overline{PF}\), \(\overline{PF'}\)의 길이 도출 (7점)

타원 \(C\)의 장축의 길이가 \(8\)이므로 타원의 정의에 의하여

\[ \overline{PF} + \overline{PF'} = 8 \]

점 \(P\)가 제1사분면 위의 점이고 \(\overline{PF} : \overline{PF'} = 1 : 3\)이므로

\[ \overline{PF} = 8 \times \frac{1}{4} = 2, \quad \overline{PF'} = 8 \times \frac{3}{4} = 6 \]

[2단계] 삼각형 \(PF'F\)에서의 코사인법칙(또는 중선정리)을 이용한 \(c\)의 값 도출 (7점)

원점 \(O\)는 두 초점 \(F(c, 0)\), \(F'(-c, 0)\)을 잇는 선분 \(F'F\)의 중점이므로 \(\overline{OF} = \overline{OF'} = c\)이다. \(\angle PF'F = \theta\)라 하면 삼각형 \(PF'F\)와 삼각형 \(PF'O\)에서 코사인법칙에 의하여

\[ \cos\theta = \frac{\overline{PF'}^2 + \overline{F'F}^2 - \overline{PF}^2}{2 \cdot \overline{PF'} \cdot \overline{F'F}} = \frac{\overline{PF'}^2 + \overline{F'O}^2 - \overline{OP}^2}{2 \cdot \overline{PF'} \cdot \overline{F'O}} \]

\(\overline{PF'} = 6\), \(\overline{PF} = 2\), \(\overline{OP} = \sqrt{7}\), \(\overline{F'F} = 2c\), \(\overline{F'O} = c\)를 대입하면

\[ \frac{36 + 4c^2 - 4}{2 \cdot 6 \cdot 2c} = \frac{36 + c^2 - 7}{2 \cdot 6 \cdot c} \implies 32 + 4c^2 = 2(29 + c^2) \] \[ 2c^2 = 26 \implies c^2 = 13 \]

\(c > 0\)이므로 \(c = \sqrt{13}\)이다.

[3단계] 삼각형 \(PF'F\)의 넓이 계산 (6점)

\(c^2 = 13\)을 위 식에 대입하면

\[ \cos\theta = \frac{29 + 13}{12\sqrt{13}} = \frac{42}{12\sqrt{13}} = \frac{7}{2\sqrt{13}} \]

\(0 < \theta < \pi\)이므로 \(\sin\theta = \sqrt{1 - \cos^2\theta} = \sqrt{1 - \dfrac{49}{52}} = \dfrac{\sqrt{3}}{2\sqrt{13}}\)이다. 따라서 삼각형 \(PF'F\)의 넓이 \(S\)는

\[ S = \frac{1}{2} \cdot \overline{PF'} \cdot \overline{F'F} \cdot \sin\theta = \frac{1}{2} \cdot 6 \cdot 2\sqrt{13} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{13}} = 3\sqrt{3} \]
✅ [4단계: 최종 정답] \(c = \sqrt{13}\), \(\quad \triangle PF'F\text{의 넓이} = 3\sqrt{3}\)
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (채점기준표 & 감점방어 클리닉 (계속)) 채점기준표 · 제1회 실전모의고사 3번 루브릭
[채점기준 3] [기하 (이차곡선 타원의 정의와 코사인법칙·중선정리)] [배점 20점] [4단계 무비약 모범답안]
📋 고려대학교 채점 기준표 (단계별 부분점수 루브릭 · 아카데미 선생님 첨삭 기준) 배점 (20점)
타원의 정의 \(\overline{PF}+\overline{PF'}=8\)과 길이 비 \(1:3\)을 이용해 \(\overline{PF}=2, \overline{PF'}=6\)을 구함7점
코사인법칙 또는 파푸스 중선정리를 적용하여 \(c^2=13\), \(c=\sqrt{13}\)을 도출함7점
\(\cos\theta, \sin\theta\)를 구하여 삼각형 \(PF'F\)의 넓이 \(3\sqrt{3}\)을 정확히 산출함6점
⚠️ [감점 방지 클리닉] 타원 방정식에 점 \(P(x,y)\)를 직접 대입하여 연립방정식으로 풀려고 하면 계산이 복잡해지기 쉬우므로, 초점 반경과 중선정리를 활용하는 것이 가장 빠르고 정확합니다.
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🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (모범해설 및 채점기준표) 2027학년도 제1회 실전모의고사 · [문제 4] 모범해설
[문제 4 해설] [확률과 통계 (중복조합과 여사건의 활용)] [배점 20점] [4단계 무비약 모범답안]
[출처: 비상 확률과 통계 중복조합과 여사건 (DB: COM_) PDF p.1 탐구 143 탐구 14 변형 | 성취기준: 12확통01-02, 12확통02-04]

🎯 [1단계: 출제의도] 조건 (다)에 따라 \(x_4\)의 값을 케이스 분류하고, 조건 (나)의 '적어도 하나는 홀수'라는 제약을 전체 중복조합의 개수에서 '세 수 모두 짝수'인 여사건의 개수를 빼는 전략으로 해결할 수 있는지 평가합니다.

🔑 [2단계: 조건 번역 및 핵심 발상] 음이 아닌 정수 \(x_4\)가 \(3\)의 배수이므로 \(x_4 = 3k\) (\(k=0,1,2,3,4,5\))입니다. 전체 순서쌍에서 \(x_1, x_2, x_3\)가 모두 짝수인 경우를 빼면 되는데, \(x_1+x_2+x_3 = 15-3k\)가 짝수가 되어야 세 수가 모두 짝수일 수 있으므로 \(k=1, 3, 5\)일 때만 여사건이 발생합니다.

[1단계] 조건 (가), (다)를 만족시키는 전체 순서쌍의 개수 계산 (7점)

\(x_4\)는 \(15\) 이하의 음이 아닌 \(3\)의 배수이므로 \(x_4 = 3k\) (\(k \in \{0, 1, 2, 3, 4, 5\}\))로 놓을 수 있다. 각 \(k\)에 대하여 \(x_1 + x_2 + x_3 = 15 - 3k\)를 만족시키는 음이 아닌 정수해 \((x_1, x_2, x_3)\)의 개수는 중복조합 \({}_{3}\mathrm{H}_{15-3k} = {}_{17-3k}\mathrm{C}_{2}\)이다.

  • \(k = 0\) (\(x_4 = 0\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{15} = {}_{17}\mathrm{C}_{2} = \dfrac{17 \times 16}{2} = 136\)
  • \(k = 1\) (\(x_4 = 3\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{12} = {}_{14}\mathrm{C}_{2} = \dfrac{14 \times 13}{2} = 91\)
  • \(k = 2\) (\(x_4 = 6\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{9} = {}_{11}\mathrm{C}_{2} = \dfrac{11 \times 10}{2} = 55\)
  • \(k = 3\) (\(x_4 = 9\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{6} = {}_{8}\mathrm{C}_{2} = \dfrac{8 \times 7}{2} = 28\)
  • \(k = 4\) (\(x_4 = 12\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{3} = {}_{5}\mathrm{C}_{2} = \dfrac{5 \times 4}{2} = 10\)
  • \(k = 5\) (\(x_4 = 15\)) : \({}_{3}\mathrm{H}_{0} = {}_{2}\mathrm{C}_{2} = 1\)

따라서 조건 (가)와 (다)를 만족시키는 전체 순서쌍의 개수는

\[ N_{\text{전체}} = 136 + 91 + 55 + 28 + 10 + 1 = 321 \]

[2단계] 조건 (나)의 여사건(\(x_1, x_2, x_3\)가 모두 짝수인 경우)의 개수 계산 (8점)

조건 (나)의 여사건은 \(x_1, x_2, x_3\)가 모두 짝수인 경우이다. \(x_1 = 2y_1, x_2 = 2y_2, x_3 = 2y_3\) (\(y_1, y_2, y_3\)는 음이 아닌 정수)라 하면

\[ 2(y_1 + y_2 + y_3) = 15 - 3k \]

좌변이 짝수이므로 우변 \(15 - 3k = 3(5 - k)\)도 짝수여야 한다. 따라서 \(k\)는 홀수인 \(k \in \{1, 3, 5\}\)만 가능하다.

  • \(k = 1\)일 때 : \(2(y_1 + y_2 + y_3) = 12 \implies y_1 + y_2 + y_3 = 6\)이므로 \({}_{3}\mathrm{H}_{6} = {}_{8}\mathrm{C}_{2} = 28\)
  • \(k = 3\)일 때 : \(2(y_1 + y_2 + y_3) = 6 \implies y_1 + y_2 + y_3 = 3\)이므로 \({}_{3}\mathrm{H}_{3} = {}_{5}\mathrm{C}_{2} = 10\)
  • \(k = 5\)일 때 : \(2(y_1 + y_2 + y_3) = 0 \implies y_1 + y_2 + y_3 = 0\)이므로 \({}_{3}\mathrm{H}_{0} = {}_{2}\mathrm{C}_{2} = 1\)

따라서 여사건의 순서쌍의 개수는

\[ N_{\text{여사건}} = 28 + 10 + 1 = 39 \]

[3단계] 구하는 순서쌍의 개수 도출 (5점)

따라서 주어진 세 조건을 모두 만족시키는 순서쌍 \((x_1, x_2, x_3, x_4)\)의 개수는

\[ N = N_{\text{전체}} - N_{\text{여사건}} = 321 - 39 = 282 \]
✅ [4단계: 최종 정답] \(282\)
QUESTIO · KOREA UNIV RUBRIC
🏛️ 고려대학교 2027 자연계열 실전모의고사 제1회 (채점기준표 & 감점방어 클리닉 (계속)) 채점기준표 · 제1회 실전모의고사 4번 루브릭
[채점기준 4] [확률과 통계 (중복조합과 여사건의 활용)] [배점 20점] [4단계 무비약 모범답안]
📋 고려대학교 채점 기준표 (단계별 부분점수 루브릭 · 아카데미 선생님 첨삭 기준) 배점 (20점)
\(x_4 = 3k\) (\(k=0,1,2,3,4,5\))로 분류하여 전체 중복조합 합 \(321\)을 정확히 계산함7점
여사건(\(x_1,x_2,x_3\) 모두 짝수)이 성립하는 \(k=1,3,5\)를 판별하고 여사건 개수 \(39\)를 구함8점
여사건을 차감하여 최종 정답 \(282\)를 도출함5점
⚠️ [감점 방지 클리닉] 음이 아닌 정수에서 \(0\)은 짝수에 해당하고 \(3\)의 배수(\(0 = 3 \times 0\))에도 해당하므로 \(x_4=0\) 및 \(x_i=0\)인 경우를 빠뜨리지 않도록 주의하십시오.