📊 교과서 핵심 4대 과목(공통수학 · 수학Ⅰ · 수학Ⅱ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑
제1회 3대문항 (9소문항) SSOT
| 회차 |
문항 번호 |
출제 과목군 |
핵심 출제 테마 및 논증 포인트 |
배점 |
난이도 |
제1회 [실전모의] |
[문제 1] |
공통수학, 수학Ⅰ |
동심원 \(C_n, C_{n+1}\)의 접선 현 위 격자점 개수 \(a_n\), 삼각형 넓이 제곱 합 및 망원급수 부등식 |
30점 |
상 |
| [문제 2] |
수학Ⅱ |
삼차함수 밖의 점에서 그은 접선 개수 조건, 절댓값 도함수 정적분 \(g(t)\)의 구간별 도출과 정적분 |
40점 |
최상 |
| [문제 3] |
확률과 통계 |
주사위 독립시행에 따른 2차원 평면 이동 점의 조건부확률 및 선형결합 확률변수 기댓값·분산 |
30점 |
상 |
💡 JEV-REA-ARGON 엔진 기반 성균관대 수리논술 4대 과목 출제 원칙 및 합격 전략
1.
출제 범위 엄수 (공통수학 · 수학Ⅰ · 수학Ⅱ · 확률과 통계): 성균관대 최신 출제 기조에 맞추어 초월함수 미적분과 공간벡터를 배제하고, 교과서 핵심 개념의 깊이 있는 논증력을 측정합니다.
2.
대문항 3개 · 100점 만점 표준 편제: [문제 1](30점: 공통수학·수학Ⅰ 수열/도형/로그), [문제 2](40점: 수학Ⅱ 다항함수 미적분·절댓값·넓이), [문제 3](30점: 확률과 통계 조건부확률·확률변수 기댓값/분산)의 황금 비율을 완벽 구현했습니다.
3.
단계별 연쇄 논증 (ⅰ ➔ ⅱ ➔ ⅲ): 소문항 (ⅰ)에서 도출한 일반항이나 기하적 성질이 (ⅱ), (ⅲ)의 망원급수 부등식 및 정적분 계산의 핵심 보조정리로 직결됩니다.
[문제 1] 다음 제시문을 읽고 [문제 1-ⅰ] ~ [문제 1-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)
[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.6 탐구 4011 변형 | 성취기준: 12대수03-04, 12대수03-05]
<제시문 1> 좌표평면에서 중심이 원점 \(O(0,0)\)이고 반지름의 길이가 \(r\)인 원 \(x^2 + y^2 = r^2\) 위의 점 \((x_1, y_1)\)에서의 접선의 방정식은 \(x_1 x + y_1 y = r^2\)이다. 또한 원의 중심에서 현에 내린 수선은 그 현을 수직이등분한다.
<제시문 2> 자연수 \(n\)에 대하여 거듭제곱의 합과 분수꼴 수열의 합은 다음과 같이 계산한다.\[\sum_{k=1}^n k = \frac{n(n+1)}{2}, \quad \sum_{k=1}^n k^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}, \quad \sum_{k=1}^n k^3 = \left\{\frac{n(n+1)}{2}\right\}^2\]
<제시문 3> 자연수 \(n\)에 대하여 좌표평면 위에 두 원 \(C_n : x^2 + y^2 = n^2\)과 \(C_{n+1} : x^2 + y^2 = (n+1)^2\)이 있다. 원 \(C_n\) 위의 점 \(P_n(0, n)\)에서의 접선 \(\ell_n\)이 원 \(C_{n+1}\)과 만나는 두 점을 각각 \(A_n, B_n\)이라 하자. 선분 \(A_n B_n\) (양 끝점 포함) 위에 있는 점 중에서 \(x\)좌표와 \(y\)좌표가 모두 정수인 점의 개수를 \(a_n\)이라 하고, 삼각형 \(O A_n B_n\)의 넓이를 \(S_n\)이라 할 때 \(b_n = S_n^2\)으로 정의하자.
1-ⅰ 제시문 <3>에서 정의된 수열 \(\{a_n\}\)에 대하여 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{15} a_n\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>에서 정의된 수열 \(\{b_n\}\)의 일반항을 \(n\)에 관한 식으로 나타내고, \(\displaystyle \sum_{n=1}^{10} b_n\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅲ 자연수 \(m\)에 대하여 부등식 \(\displaystyle \sum_{n=1}^m \frac{b_n}{n^4 (n+1)^2} \ge \frac{99}{100}\)를 만족시키는 자연수 \(m\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 접선과 현의 길이 도출 및 정수 격자점 계수, [1-ⅱ] 삼각형 넓이 제곱의 일반항 및 거듭제곱 합 계산, [1-ⅲ] 망원급수 부분분수 분해 및 부등식 판정 과정을 단계별로 서술하시오.
[문제 2] 다음 제시문을 읽고 [문제 2-ⅰ] ~ [문제 2-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (40점)
[출처: 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.25 탐구 4012 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.16 탐구 4012 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-03-04, 12미적Ⅰ-03-05]
<제시문 1> 미분가능한 함수 \(y=f(x)\)의 그래프 밖의 한 점 \((a, b)\)에서 곡선에 그은 접선의 개수는, 접점의 \(x\)좌표를 \(s\)라 할 때 접선의 방정식 \(y - f(s) = f'(s)(x - s)\)에 점 \((a, b)\)를 대입한 방정식 \(b - f(s) = f'(s)(a - s)\)의 서로 다른 실근 \(s\)의 개수와 같다.
<제시문 2> 닫힌구간 \([a, b]\)에서 연속인 함수 \(h(x)\)에 대하여 정적분 \(\displaystyle \int_a^b |h(x)|\,dx\)를 계산할 때에는, 구간 \([a, b]\)에서 \(h(x) = 0\)이 되는 점을 경계로 적분 구간을 나누어 절댓값 기호를 제거한 후 적분한다.
<제시문 3> 상수 \(k\)에 대하여 삼차함수 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + k\)가 주어져 있다. 또한 실수 \(t\)에 대하여 함수 \(g(t)\)를 다음과 같이 정의하자.\[g(t) = \int_t^{t+2} |f'(x)|\,dx\]
2-ⅰ 좌표평면의 점 \(P(3, 0)\)에서 제시문 <3>의 곡선 \(y = f(x)\)에 서로 다른 세 개의 접선을 그을 수 있도록 하는 모든 정수 \(k\)의 값의 합을 구하고 그 이유를 논하시오. [12점]
2-ⅱ 제시문 <3>에서 정의된 함수 \(g(t)\)를 실수 \(t\)의 구간에 따라 구하고, 실수 전체의 집합에서 함수 \(g(t)\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
2-ⅲ 제시문 <3>의 함수 \(g(t)\)에 대하여 두 정적분 \(\displaystyle \int_{-2}^2 g(t)\,dt\)와 \(\displaystyle \int_{-3}^3 g(t)\,dt\)의 값을 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 접점 방정식 수립 및 극대·극소 부호 판정, [2-ⅱ] 도함수 부호 변화점(0, 2)과 적분 구간 [t, t+2]의 위치 관계 4단계 분류, [2-ⅲ] 우함수 대칭성을 이용한 구간별 정적분 계산 과정을 논술하시오.
[문제 3] 다음 제시문을 읽고 [문제 3-ⅰ] ~ [문제 3-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)
[출처: 확률과 통계 Ⅱ-2. 조건부확률 및 Ⅲ-1. 확률분포 (DB: KICE_2028) PDF p.9 탐구 4013 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통02-07, 12확통03-02, 12확통03-03]
<제시문 1> 두 사건 \(A, B\)에 대하여 \(P(A) \gt 0\)일 때, 사건 \(A\)가 일어났을 때의 사건 \(B\)의 조건부확률은 \(P(B|A) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(A)}\)이다. 또한 매 시행에서 사건 \(E\)가 일어날 확률이 \(p\) (\(q=1-p\))인 독립시행을 \(n\)회 반복할 때 사건 \(E\)가 일어나는 횟수 \(R\)은 이항분포 \(\mathrm{B}(n, p)\)를 따른다.
<제시문 2> 이항분포 \(\mathrm{B}(n, p)\)를 따르는 확률변수 \(R\)의 기댓값과 분산은 각각 \(E(R) = np, \; V(R) = npq\)이며, 상수 \(a, b\)에 대하여 \(E(aR+b) = aE(R)+b, \; V(aR+b) = a^2 V(R)\)이고 \(E(R^2) = V(R) + \{E(R)\}^2\)이다.
<제시문 3> 좌표평면의 원점 \(P_0(0, 0)\)에 놓인 점 \(P\)가 있다. 한 개의 주사위를 던져 \(3\)의 배수의 눈이 나오면 점 \(P\)를 \(x\)축 방향으로 \(+2\), \(y\)축 방향으로 \(+1\)만큼 이동시키고, \(3\)의 배수가 아닌 눈이 나오면 \(x\)축 방향으로 \(+1\), \(y\)축 방향으로 \(-1\)만큼 이동시킨다. 주사위를 \(n\)번 던진 후 점 \(P\)의 좌표를 \(P_n(X_n, Y_n)\)이라 하자.
3-ⅰ 제시문 <3>에서 \(n = 6\)일 때, 점 \(P_6(X_6, Y_6)\)가 부등식 \(X_6 + 2Y_6 \ge 9\)를 만족시켰다고 하자. 이때 처음 두 번의 시행에서 모두 \(3\)의 배수의 눈이 나왔을 조건부확률을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅱ 제시문 <3>에서 확률변수 \(Z_n = X_n - Y_n\)이라 할 때, \(Z_n\)의 기댓값 \(E(Z_n)\)과 분산 \(V(Z_n)\)을 각각 \(n\)에 관한 식으로 나타내고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅲ 제시문 <3>에서 확률변수 \(W_n = X_n + Y_n\)이라 할 때, 부등식 \(\dfrac{E(W_n^2)}{\{E(W_n)\}^2} \le \dfrac{109}{100}\)을 만족시키는 자연수 \(n\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 이항분포 확률변수 R로 좌표 변환 및 조건부확률 계산, [3-ⅱ] 선형결합 확률변수 Zn의 기댓값·분산 유도, [3-ⅲ] 제곱의 기댓값과 기댓값 제곱의 비율 부등식 풀이를 명확히 서술하시오.