SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY · JEV-REA-ARGON
2027학년도 자연계열 수리논술 파이널 실전 대비 [제2회]
성균관대학교
실전모의고사 2회 문제집
JEV-REA-ARGON 엔진 적용 · 제2회 실전모의고사 (3대문항 · 9소문항 · 100점 만점)
출제 과목: 공통수학(수학) · 수학Ⅰ · 수학Ⅱ · 확률과 통계
출제경향 분석 리포트 수록 · 1문항 1페이지 A4 실전 규격
📊 교과서 핵심 4대 과목(공통수학 · 수학Ⅰ · 수학Ⅱ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑 제2회 3대문항 (9소문항) SSOT
회차 문항 번호 출제 과목군 핵심 출제 테마 및 논증 포인트 배점 난이도
제2회
[실전모의]
[문제 1] 공통수학, 수학Ⅰ 외접원 내접 삼각형의 사인·코사인법칙, 각이등분선 할선 길이와 등비수열 정삼각형 넓이 및 귀납법 부등식 30점 최상
[문제 2] 수학Ⅱ 매개변수 삼차함수의 극값과 세 실근 조건, 변곡점 대칭성을 이용한 절댓값 정적분 최솟값 및 넓이 불변성 40점 최상
[문제 3] 확률과 통계 이항정리 미분 항등식 증명, 이차 확률밀도함수의 결정과 비음 조건하 기댓값의 최대·최소 범위 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.
📝 [자연계열 제2회 / 문제 1] (공통수학 · 수학Ⅰ)
2027 실전모의 2회

[문제 1] 다음 제시문을 읽고 [문제 1-ⅰ] ~ [문제 1-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)

[출처: 대수 Ⅰ-1. 지수와 로그 (DB: ALG_Ch01_01) PDF p.14 탐구 4021 변형 / 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.8 탐구 4021 변형 | 성취기준: 12대수01-04, 12대수03-04]

<제시문 1> 삼각형 \(ABC\)의 외접원의 반지름의 길이를 \(R\)이라 할 때, 사인법칙 \(\dfrac{a}{\sin A} = 2R\)와 코사인법칙 \(a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A\)가 성립한다. 또한 원의 두 현 \(AB, CD\)가 원 내부의 점 \(P\)에서 만날 때 \(\overline{PA} \cdot \overline{PB} = \overline{PC} \cdot \overline{PD}\)가 성립한다.

<제시문 2> 원 \(O\)에 내접하는 삼각형 \(ABC\)에서 \(\overline{AB} = 6, \; \overline{AC} = 3, \; \angle BAC = 120^\circ\)이다. \(\angle BAC\)의 이등분선이 변 \(BC\)와 만나는 점을 \(D_1\), 원 \(O\)와 만나는 점을 \(M\) (\(M \ne A\))이라 하자.

<제시문 3> 제시문 <2>의 선분 \(A D_1\)을 한 변으로 하는 정삼각형 \(T_1\)을 그리고, \(T_1\)의 높이를 한 변으로 하는 정삼각형 \(T_2\)를 그린다. 이와 같은 과정으로 자연수 \(n\)에 대하여 정삼각형 \(T_n\)의 높이를 한 변으로 하는 정삼각형 \(T_{n+1}\)을 한없이 그릴 때, 정삼각형 \(T_n\)의 넓이를 \(s_n\)이라 하자.

1-ⅰ 제시문 <2>에서 삼각형 \(ABC\)의 외접원 \(O\)의 반지름의 길이 \(R\)과 두 선분 \(A D_1, \; D_1 M\)의 길이를 각각 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>에서 수열 \(\{s_n\}\)의 일반항을 구하고, \(\displaystyle \sum_{k=1}^{10} \log_3 \left(\frac{4^{k-1}}{\sqrt{3}} s_k\right)\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅲ 모든 자연수 \(n\) (\(n \ge 2\))에 대하여 부등식 \(\displaystyle 2\left(\sqrt{n+1}-1\right) \lt \sum_{k=1}^n \frac{1}{\sqrt{k}} \lt 2\sqrt{n} - 1\)이 성립함을 수학적 귀납법으로 증명하고, 이를 이용하여 \(\displaystyle \sum_{k=1}^{99} \frac{1}{\sqrt{k}}\)의 정수 부분을 구하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 코사인·사인법칙과 넓이 분할 및 원의 할선 성질 적용, [1-ⅱ] 정삼각형 닮음비에 따른 등비수열 일반항 및 로그 합 계산, [1-ⅲ] 수학적 귀납법의 초기조건과 귀납 가정 증명 과정을 엄밀히 서술하시오.
📝 [자연계열 제2회 / 문제 2] (수학Ⅱ)
2027 실전모의 2회

[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.36 탐구 4022 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.24 탐구 4022 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-07, 12미적Ⅰ-03-04, 12미적Ⅰ-03-05]

<제시문 1> 삼차함수 \(f(x)\)가 \(x = \alpha\)와 \(x = \beta\) (\(\alpha \lt \beta\))에서 극값을 가질 때, 방정식 \(f(x) = 0\)이 서로 다른 세 실근을 가질 필요충분조건은 극댓값과 극솟값의 곱이 음수, 즉 \(f(\alpha)f(\beta) \lt 0\)인 것이다.

<제시문 2> 미분가능한 함수 \(f(x)\)가 닫힌구간 \([p, q]\)에서 증가하고 점 \(\left(\frac{p+q}{2}, \; f\left(\frac{p+q}{2}\right)\right)\)에 대하여 대칭일 때, 실수 \(t\)에 대한 정적분 함수 \(g(t) = \displaystyle \int_p^q |f(x) - t|\,dx\)는 \(t = f\left(\frac{p+q}{2}\right)\)에서 최솟값을 갖는다.

<제시문 3> 양의 실수 \(a\) (\(a \gt 0\))에 대하여 삼차함수 \(f(x)\)를 다음과 같이 정의하자.\[f(x) = x^3 - 3ax^2 + 3(a^2 - 1)x\]

2-ⅰ 제시문 <3>의 함수 \(f(x)\)의 극댓값과 극솟값을 \(a\)에 관한 식으로 나타내고, 방정식 \(f(x) = 0\)이 서로 다른 세 실근을 갖도록 하는 양수 \(a\)의 값의 범위를 구하고 그 이유를 논하시오.  [12점]
2-ⅱ 곡선 \(y = f(x)\)가 점 \(M(a, f(a))\)에 대하여 대칭임을 증명하고, 실수 \(t\)에 대하여 함수 \(g(t) = \displaystyle \int_{a-1}^{a+1} |f(x) - t|\,dx\)가 최소가 되도록 하는 \(t\)의 값과 그때의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [14점]
2-ⅲ 곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = f(a)\)로 둘러싸인 도형의 넓이 \(S(a)\)가 양수 \(a\)의 값에 관계없이 항상 일정함을 보이고, 그 넓이를 구하시오.  [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 도함수 인수분해 및 극댓값·극솟값 곱 부등식 해결, [2-ⅱ] 점대칭 항등식 f(a+u)+f(a-u)=2f(a) 증명 및 g'(t) 부호 조사, [2-ⅲ] 평행이동 치환 u=x-a를 통한 넓이 불변성 증명을 서술하시오.
📝 [자연계열 제2회 / 문제 3] (확률과 통계)
2027 실전모의 2회

[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.10 탐구 4023 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통03-02]

<제시문 1> 자연수 \(n\)에 대하여 이항정리에 의하면 \((1 + x)^n = \displaystyle \sum_{k=0}^n {}_n\mathrm{C}_k x^k\)이 성립한다. 또한 조합의 성질에 의하여 \(1 \le k \le n\)일 때 \(k \, {}_n\mathrm{C}_k = n \, {}_{n-1}\mathrm{C}_{k-1}\)이다.

<제시문 2> 닫힌구간 \([\alpha, \beta]\)에서 정의된 연속확률변수 \(Y\)의 확률밀도함수 \(f(x)\)는 다음 두 조건을 만족시킨다.
(가) 구간 \([\alpha, \beta]\)에 속하는 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x) \ge 0\)이다.
(나) \(\displaystyle \int_\alpha^\beta f(x)\,dx = 1\)이며, 기댓값은 \(E(Y) = \displaystyle \int_\alpha^\beta x f(x)\,dx\), 분산은 \(V(Y) = \displaystyle \int_\alpha^\beta x^2 f(x)\,dx - \{E(Y)\}^2\)이다.

<제시문 3> 닫힌구간 \([0, 2]\)에서 정의된 연속확률변수 \(Y\)의 확률밀도함수가 이차함수 \(f(x) = ax^2 + bx + c\) (\(a \ne 0\))로 주어져 있다.

3-ⅰ 제시문 <1>을 이용하여 \(2\) 이상의 자연수 \(n\)에 대하여 등식 \(\displaystyle \sum_{k=1}^n k^2 \, {}_n\mathrm{C}_k 2^{k-1} = n(2n+1)3^{n-2}\)이 성립함을 증명하시오.  [10점]
3-ⅱ 제시문 <3>의 확률밀도함수 \(f(x)\)가 \(f(0) = 0, \; f(2) = 0\)을 만족시킬 때, 상수 \(a, b, c\)의 값과 확률변수 \(Y\)의 기댓값 \(E(Y)\) 및 분산 \(V(Y)\)를 각각 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
3-ⅲ 제시문 <3>의 확률밀도함수 \(f(x)\)가 \(f(0) = 0\)을 만족시킬 때, 확률변수 \(Y\)의 기댓값 \(E(Y)\)가 가질 수 있는 값의 범위를 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 조합 항등식 k=k(k-1)+k 분할 또는 두 번 미분을 통한 증명, [3-ⅱ] 전확률 1 조건을 통한 계수 및 기댓값·분산 산출, [3-ⅲ] 구간 [0,2]에서 f(x)>=0이 될 계수 a의 범위와 E(Y)의 최대·최소 도출을 서술하시오.