📘 2027학년도 부산대학교 거점국립 수리논술 모의고사 5회 문제집 (제2권) | 테마: 헤론 삼각형 내접·방접원 · 절댓값 합성함수 미분가능성 · 사차부등식 접선 최솟값 · 정적분 함수 대칭 넓이 · 원 위 동점 벡터 내적
🎯 부산대학교 맞춤형 출제 트랙: Track A (심층 수리논술 — 제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 대수 Ⅱ. 삼각함수
[출처: 대수 Ⅱ. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.39 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12대수02-02, 12대수02-03]
[제시문 (가)] 세 변의 길이가 \(a, b, c\)이고 둘레의 절반이 \(s = \dfrac{a+b+c}{2}\)인 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이를 \(S\), 내접원의 반지름을 \(r\), 변 \(\mathrm{BC}\)(길이 \(a\))에 접하고 두 변 \(\mathrm{AB}, \mathrm{AC}\)의 연장선에 접하는 방접원의 반지름을 \(r_a\)라 하면, 넓이 분할에 의해 \(S = rs = r_a(s - a)\)가 성립한다.
세 변의 길이가 \(a = 13,\; b = 14,\; c = 15\)인 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 1-1] (6점) 코사인법칙을 이용하여 \(\cos A\)와 \(\sin A\)를 각각 구하고, 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이 \(S\)를 구하시오.
[문항 1-2] (7점) 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 외접원의 반지름 \(R\), 내접원의 반지름 \(r\), 변 \(\mathrm{BC}\)에 접하는 방접원의 반지름 \(r_a\)를 각각 구하시오.
[문항 1-3] (7점) 세 방접원의 반지름을 각각 \(r_a, r_b, r_c\)라 할 때, 제시문 (가)를 이용하여 \(\dfrac{1}{r_a} + \dfrac{1}{r_b} + \dfrac{1}{r_c} = \dfrac{1}{r}\)이 항상 성립함을 증명하고 그 값을 구하시오.
[부산대학교 수리논술 답안 작성란 — 제5회 문항 1 (20점)]
• 소문항 [문항 1-1](6점), [문항 1-2](7점), [문항 1-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 부산대학교 맞춤형 출제 트랙: Track A (심층 수리논술 — 제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅰ-2. 함수의 연속 (DB: CAL1_Ch01) PDF p.38 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-01-03, 12미적Ⅰ-01-04]
[제시문 (가)] 함수 \(f(x)\)가 \(x = a\)에서 연속일 때 절댓값 함수 \(|f(x)|\)도 \(x = a\)에서 연속이다. 나아가 \(f(a) = 0\)인 점 \(x = a\)에서 \(|f(x)|\)가 미분가능하기 위한 필요충분조건은 좌미분계수와 우미분계수의 부호가 반대가 되어 일치하는 것, 즉 \(\lim_{x \to a-} f'(x) + \lim_{x \to a+} f'(x) = 0\) (미분가능한 \(f\)의 경우 \(f'(a) = 0\))이다.
실수 전체의 집합에서 정의된 함수 \(f(x)\)가 상수 \(a, b\)에 대하여
\[f(x) = \begin{cases} x^2 - 6x + 7 & (x \le 2) \\ a(x - 2) + b & (x \gt 2) \end{cases}\]
일 때, 절댓값 함수 \(g(x) = |f(x)|\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 2-1] (6점) 함수 \(g(x) = |f(x)|\)가 \(x = 2\)에서 연속이 되도록 하는 상수 \(b\)의 값을 모두 구하시오.
[문항 2-2] (7점) \(b = -1\)일 때, 함수 \(g(x) = |f(x)|\)가 \(x = 2\)에서 미분가능하도록 하는 상수 \(a\)의 값을 구하시오.
[문항 2-3] (7점) \(b = 1\)일 때, 함수 \(f(x)\)는 \(x = 2\)에서 불연속이지만 절댓값 함수 \(g(x) = |f(x)|\)가 \(x = 2\)에서 미분가능하도록 하는 상수 \(a\)의 값을 구하시오.
[부산대학교 수리논술 답안 작성란 — 제5회 문항 2 (20점)]
• 소문항 [문항 2-1](6점), [문항 2-2](7점), [문항 2-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 부산대학교 맞춤형 출제 트랙: Track A (심층 수리논술 — 제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.43 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-08, 12미적Ⅰ-02-09]
[제시문 (가)] 모든 실수 \(x\)에 대하여 부등식 \(f(x) \ge mx + k\)가 성립하기 위한 필요충분조건은 차이 함수 \(h(x) = f(x) - mx\)의 실수 전체에서의 최솟값 \(\min_{x \in \mathbb{R}} h(x)\)가 \(k\) 이상(\(\min h(x) \ge k\))인 것이며, 등호가 성립하는 \(k_{\max}\)에서 직선 \(y = mx + k_{\max}\)는 곡선 \(y = f(x)\)의 접선이 된다.
사차함수 \(f(x) = x^4 - 4x^3 + 6x^2 + 4x\)와 직선 \(y = 8x + k\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 3-1] (6점) 차이 함수 \(h(x) = f(x) - 8x = x^4 - 4x^3 + 6x^2 - 4x\)의 도함수 \(h'(x)\)를 인수분해하여 \(h(x)\)가 극소이자 최소가 되는 \(x\)의 값과 최솟값을 구하시오.
[문항 3-2] (7점) 모든 실수 \(x\)에 대하여 부등식 \(f(x) \ge 8x + k\)가 성립하도록 하는 실수 \(k\)의 최댓값 \(k_{\max}\)와 그때 두 그래프가 접하는 접점의 좌표를 구하시오.
[문항 3-3] (7점) 방정식 \(f(x) = 8x + m\)이 서로 다른 두 실근만을 갖도록 하는 실수 \(m\)의 값의 범위를 구하시오.
[부산대학교 수리논술 답안 작성란 — 제5회 문항 3 (20점)]
• 소문항 [문항 3-1](6점), [문항 3-2](7점), [문항 3-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 부산대학교 맞춤형 출제 트랙: Track A (심층 수리논술 — 제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.45 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-04, 12미적Ⅰ-03-05]
[제시문 (가)] 연속함수 \(f(t)\)에 대하여 정적분으로 정의된 함수 \(F(x) = \int_{a}^{x} f(t)\,dt\)의 도함수는 \(F'(x) = f(x)\)이며, 두 점 \(x = \alpha, \beta\)에서의 함숫값의 차 \(F(\beta) - F(\alpha) = \int_{\alpha}^{\beta} f(t)\,dt\)는 구간 \([\alpha, \beta]\)에서 곡선 \(y = f(t)\)와 \(t\)축으로 둘러싸인 부호 있는 넓이와 같다.
삼차함수 \(f(x) = 4x^3 - 12x^2 + 8x = 4x(x - 1)(x - 2)\)에 대하여 함수 \(F(x) = \int_{0}^{x} f(t)\,dt\)라 할 때, 다음 물음에 답하시오.
[문항 4-1] (6점) 함수 \(F(x)\)의 극댓값과 극솟값을 모두 구하고, \(F(0), F(1), F(2)\)의 값을 비교하시오.
[문항 4-2] (7점) 곡선 \(y = f(x)\)와 \(x\)축으로 둘러싸인 두 영역(\([0, 1]\) 구간과 \([1, 2]\) 구간)의 넓이가 서로 같음을 \(F(2) - F(0) = 0\)을 이용하여 설명하고, 전체 둘러싸인 넓이 \(\int_{0}^{2} |f(x)|\,dx\)를 구하시오.
[문항 4-3] (7점) 곡선 \(y = F(x)\)와 직선 \(y = 1\)로 둘러싸인 영역의 넓이를 구하시오.
[부산대학교 수리논술 답안 작성란 — 제5회 문항 4 (20점)]
• 소문항 [문항 4-1](6점), [문항 4-2](7점), [문항 4-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.
🎯 부산대학교 맞춤형 출제 트랙: Track A (심층 수리논술 — 제시문 기반 다단계 소문항 논증형) | 기하 Ⅱ. 평면벡터
[출처: 비상 기하 Ⅱ. 평면벡터 (DB: GEOM_Ch02) PDF p.5 개념 탐구 변형 | 성취기준: 12기하02-02, 12기하02-03]
[제시문 (가)] 중심이 \(\mathrm{C}\)이고 반지름이 \(r\)인 원 위를 움직이는 점 \(\mathrm{P}\)와 두 정점 \(\mathrm{A}, \mathrm{B}\)에 대하여, 선분 \(\mathrm{AB}\)의 중점을 \(\mathrm{M}\)이라 하면 \(\overrightarrow{\mathrm{PA}} + \overrightarrow{\mathrm{PB}} = 2\overrightarrow{\mathrm{PM}}\)이고 \(\overrightarrow{\mathrm{PA}}\cdot\overrightarrow{\mathrm{PB}} = |\overrightarrow{\mathrm{PM}}|^2 - |\overrightarrow{\mathrm{MA}}|^2\)이 성립한다.
좌표평면에서 두 정점 \(\mathrm{A}(1, 2),\; \mathrm{B}(5, 2)\)와 원 \(C : (x + 1)^2 + (y + 1)^2 = 4\) 위를 움직이는 동점 \(\mathrm{P}\)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[문항 5-1] (6점) 선분 \(\mathrm{AB}\)의 중점 \(\mathrm{M}\)의 좌표와 원 \(C\)의 중심 \(\mathrm{Q}(-1, -1)\)로부터 중점 \(\mathrm{M}\)까지의 거리 \(\overline{\mathrm{QM}}\)을 구하시오.
[문항 5-2] (7점) 벡터 합의 크기 \(|\overrightarrow{\mathrm{PA}} + \overrightarrow{\mathrm{PB}}|\)의 최댓값과 최솟값을 각각 구하시오.
[문항 5-3] (7점) 제시문 (가)의 등식 \(\overrightarrow{\mathrm{PA}}\cdot\overrightarrow{\mathrm{PB}} = |\overrightarrow{\mathrm{PM}}|^2 - |\overrightarrow{\mathrm{MA}}|^2\)을 증명하고, 내적 \(\overrightarrow{\mathrm{PA}}\cdot\overrightarrow{\mathrm{PB}}\)의 최댓값과 최솟값을 각각 구하시오.
[부산대학교 수리논술 답안 작성란 — 제5회 문항 5 (20점)]
• 소문항 [문항 5-1](6점), [문항 5-2](7점), [문항 5-3](7점)의 풀이 과정과 논거를 명확히 구분하여 서술하시오.