📊 2022 개정 교육과정 핵심 4대 과목(공통수학 · 대수 · 미적분Ⅰ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑
제10회 3대문항 (9소문항) SSOT
| 회차 |
문항 번호 |
출제 과목군 |
핵심 출제 테마 및 논증 포인트 |
배점 |
난이도 |
제10회 [실전모의] |
[문제 1] |
대수 (수학Ⅰ) |
지수·로그 역함수 교점 중점 수열 \(a_n = 2(n+1)^2\), 평행이동 곡선 넓이 및 2칸 망원급수 부등식 |
30점 |
상 |
| [문제 2] |
미적분Ⅰ (수학Ⅱ) |
정적분으로 정의된 사차함수 \(G(x)\)의 최대·최소, 절댓값 함수 \(|f(x)-k|\)의 유일 첨점 조건과 정적분 |
40점 |
최상 |
| [문제 3] |
확률과 통계 |
이차방정식 실근 조건의 독립시행 조건부확률 및 표본평균 \(\overline{X}\)의 정규분포 최대 확률 구간 |
30점 |
상 |
💡 JEV-REA-ARGON 엔진 기반 성균관대 수리논술 제10회 출제 원칙 및 합격 전략
1.
파이널 종합 완성형 모의논술: 제10회 모의고사는 성균관대 자연계열 수리논술 전 범위를 총망라하여 지수·로그함수의 역함수 대칭과 망원급수([문제 1]), 삼차함수의 절댓값 미분가능성과 정적분([문제 2]), 독립시행 조건부확률과 표본평균의 정규분포 추정([문제 3])을 결합했습니다.
2.
역함수 대칭과 평행이동 카발리에리 넓이: [문제 1]에서는 지수·로그 역함수 교점의 중점 수열을 유도하고 평행이동 합동성을 이용해 초월적분 없이 도형의 넓이를 구합니다.
3.
절댓값 삼차함수의 첨점 조건과 표본평균 최대 확률 구간: [문제 2]에서는 \(|f(x)-k|\)의 미분불가능점이 유일할 조건을 삼차방정식의 중근·단순근 구조로 규명하고, [문제 3]에서는 표본평균 정규곡선의 대칭축을 이용해 구간 확률을 극대화합니다.
[문제 1] 다음 제시문을 읽고 [문제 1-ⅰ] ~ [문제 1-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)
[출처: 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.12 탐구 4101 변형 / 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.16 탐구 4101 변형 | 성취기준: 12대수01-05, 12대수03-04]
<제시문 1> 일대일대응인 함수 \(y = f(x)\)와 그 역함수 \(y = f^{-1}(x)\)의 그래프는 직선 \(y = x\)에 대하여 대칭이다. 또한 기울기가 \(-1\)인 직선 \(x + y = c\)는 직선 \(y = x\)와 수직으로 만난다.
<제시문 2> 자연수 \(n\)에 대하여 거듭제곱의 합과 분수꼴 수열의 부분분수 항등식은 다음과 같다.\[\sum_{k=1}^n k^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}, \quad \frac{2}{n(n+2)} = \frac{1}{n} - \frac{1}{n+2}\]
<제시문 3> 자연수 \(n\)에 대하여 지수함수 \(f(x) = 2^{x-1}\)의 그래프와 로그함수 \(g(x) = \log_2 x + 1\)의 그래프가 직선 \(\ell_n : x + y = 2n + 2\)와 만나는 두 점을 각각 \(A_n, B_n\)이라 하고, 선분 \(A_n B_n\)의 중점을 \(M_n\)이라 하자. 원점 \(O\)에 대하여 수열 \(\{a_n\}\)을 \(a_n = \overline{O M_n}^2\)으로 정의하자.
1-ⅰ 제시문 <3>의 두 함수 \(y = f(x)\)와 \(y = g(x)\)가 서로 역함수 관계임을 보이고, 중점 \(M_n\)의 좌표와 수열 \(\{a_n\}\)의 일반항을 구한 뒤 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{9} a_n\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅱ 좌표평면에서 두 지수함수 \(y = 2^{x-1}, \; y = 2^{x-3}\)의 그래프와 두 직선 \(y = 1, \; y = 4\)로 둘러싸인 도형의 넓이 \(S\)를 평행이동의 성질을 이용하여 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅲ 제시문 <3>의 수열 \(\{a_n\}\)에 대하여 \(c_n = a_n - 2\)라 할 때, 부등식 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{m} \frac{4}{c_n} \ge \frac{41}{30}\)을 만족시키는 자연수 \(m\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 역함수 대칭성을 이용한 중점 Mn(n+1, n+1) 규명 및 거듭제곱 합 계산, [1-ⅱ] x축 방향 +2 평행이동 등적변형으로 직사각형 넓이 도출, [1-ⅲ] 2칸 간격 부분분수 소거 및 부등식 풀이를 서술하시오.
[문제 2] 다음 제시문을 읽고 [문제 2-ⅰ] ~ [문제 2-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (40점)
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.12 탐구 4102 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.22 탐구 4102 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-01, 12미적Ⅰ-02-07, 12미적Ⅰ-03-04]
<제시문 1> 함수 \(y = h(x)\)의 그래프가 \(x = a\)에서 연속일 때, 좌미분계수 \(\lim_{x \to a-} \dfrac{h(x)-h(a)}{x-a}\)와 우미분계수 \(\lim_{x \to a+} \dfrac{h(x)-h(a)}{x-a}\)가 모두 존재하고 서로 같으면 \(h(x)\)는 \(x = a\)에서 미분가능하다.
<제시문 2> 연속함수 \(p(t)\)에 대하여 정적분으로 정의된 함수 \(G(x) = \displaystyle \int_0^x p(t)\,dt\)의 도함수는 \(G'(x) = p(x)\)이다.
<제시문 3> 삼차함수 \(f(x) = x^3 - 3x\)에 대하여 실수 전체의 집합에서 정의된 함수 \(G(x)\)와 양수 \(k\)에 대한 함수 \(W(x)\)를 다음과 같이 정의하자.\[G(x) = \int_0^x \left\{f(t) - f'(1)t\right\}\,dt, \quad W(x) = |f(x) - k|\]
2-ⅰ 제시문 <3>의 함수 \(G(x)\)의 도함수 \(G'(x)\)와 \(G(x)\)의 식을 구하고, 닫힌구간 \([-1, 2]\)에서 함수 \(G(x)\)의 최댓값과 최솟값을 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [12점]
2-ⅱ 양수 \(k\)에 대하여 제시문 <3>의 함수 \(W(x) = |f(x) - k|\)가 미분가능하지 않은 실수 \(x = a\)가 오직 \(1\)개만 존재하도록 하는 양수 \(k\)의 최솟값을 구하고, 그때 \(x = a\)에서의 \(W(x)\)의 좌미분계수와 우미분계수를 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
2-ⅲ 문항 [2-ⅱ]에서 구한 양수 \(k\)의 최솟값에 대하여 두 정적분 \(\displaystyle \int_{-2}^{2} W(x)\,dx\)와 \(\displaystyle \int_{-2}^{3} W(x)\,dx\)의 값을 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] f'(1)=0 확인 후 G(x)의 극값·경계값 비교, [2-ⅱ] f(x)-2 = (x+1)^2(x-2) 중근·단순근 인수분해 및 좌·우미분계수 도출, [2-ⅲ] x=2를 경계로 절댓값 부호 분리 정적분 계산 과정을 서술하시오.
[문제 3] 다음 제시문을 읽고 [문제 3-ⅰ] ~ [문제 3-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)
[출처: 확률과 통계 Ⅱ-2. 조건부확률 및 Ⅲ-2. 통계적 추정 (DB: KICE_2028) PDF p.7 탐구 4103 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통02-07, 12확통03-05]
<제시문 1> 매 시행에서 사건 \(E\)가 일어날 확률이 \(p\) (\(q = 1 - p\))인 독립시행을 \(n\)회 반복할 때, 사건 \(E\)가 일어나는 횟수 \(R\)가 \(r\)일 확률은 \(P(R = r) = {}_n\mathrm{C}_r p^r q^{n-r}\)이다.
<제시문 2> 모평균이 \(m\), 모표준편차가 \(\sigma\)인 정규분포 \(\mathrm{N}(m, \sigma^2)\)을 따르는 모집단에서 크기가 \(n\)인 표본을 임의추출할 때, 표본평균 \(\overline{X}\)는 정규분포 \(\mathrm{N}\left(m, \dfrac{\sigma^2}{n}\right)\)을 따르며 \(Z = \dfrac{\overline{X} - m}{\sigma/\sqrt{n}}\)는 표준정규분포 \(\mathrm{N}(0, 1)\)을 따른다.
<제시문 3> 한 개의 주사위를 던져 나온 눈의 수를 \(k\)라 할 때, \(x\)에 대한 이차방정식 \(x^2 - 2kx + 4 = 0\)이 서로 다른 두 실근을 갖는 사건을 \(E\)라 하자. 또한 정규분포 \(\mathrm{N}(30, 6^2)\)을 따르는 모집단에서 크기가 \(n = 9\)인 표본을 임의추출할 때의 표본평균을 \(\overline{X}\)라 하자. (단, 표준정규분포를 따르는 확률변수 \(Z\)에 대하여 \(P(0 \le Z \le 1) = 0.3413, \; P(0 \le Z \le 2) = 0.4772\)이다.)
3-ⅰ 주사위를 \(4\)번 던지는 독립시행에서 제시문 <3>의 사건 \(E\)가 일어나는 횟수를 확률변수 \(R\)이라 할 때, 확률 \(P(R \ge 3)\)을 구하고, 사건 \(E\)가 정확히 \(3\)번 일어났을 때(\(R = 3\)) 첫 번째 시행에서 주사위의 눈이 \(2\)가 나왔을 조건부확률을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅱ 제시문 <3>의 표본평균 \(\overline{X}\)의 기댓값 \(E(\overline{X})\)와 표준편차 \(\sigma(\overline{X})\)를 구하고, 확률 \(P(28 \le \overline{X} \le 34)\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅲ 제시문 <3>의 표본평균 \(\overline{X}\)에 대하여 함수 \(h(t) = P(t \le \overline{X} \le t + 4)\)가 최대가 되도록 하는 실수 \(t\)의 값과 그때의 최댓값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 판별식 D/4 > 0으로 P(E)=2/3 도출 및 독립시행 조건부확률 계산, [3-ⅱ] 표본평균의 분포 N(30, 2^2) 표준화 확률 산출, [3-ⅲ] 표준정규분포 곡선의 대칭성을 이용한 최대 확률 구간 결정 과정을 서술하시오.