📊 교과서 핵심 4대 과목(공통수학 · 수학Ⅰ · 수학Ⅱ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑
제3회 3대문항 (9소문항) SSOT
| 회차 |
문항 번호 |
출제 과목군 |
핵심 출제 테마 및 논증 포인트 |
배점 |
난이도 |
제3회 [실전모의] |
[문제 1] |
공통수학, 수학Ⅰ |
산술·기하평균과 로그 부등식 최솟값, 로그 곡선 사이 격자점 개수 \(a_n=(n+1)^2\) 및 부분분수 급수 |
30점 |
상 |
| [문제 2] |
공통수학, 수학Ⅱ |
포물선에 내접하는 원의 접점 조건과 반지름, 곡선 위 법선 삼각형 넓이 극한 및 현으로 둘러싸인 넓이 |
40점 |
최상 |
| [문제 3] |
확률과 통계 |
원 둘레 등간격 점으로 만든 직각·이등변·예각삼각형 확률과 사건의 독립성 판정 및 일반화 |
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: 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.18 탐구 4031 변형 / 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.10 탐구 4031 변형 | 성취기준: 12대수02-02, 12대수03-02, 12대수03-04]
<제시문 1> 두 양수 \(A, B\)에 대하여 산술평균과 기하평균의 관계 \(\dfrac{A + B}{2} \ge \sqrt{AB}\) (단, 등호는 \(A = B\)일 때 성립)가 성립한다. 또한 \(a \gt 0, a \ne 1, b \gt 0, b \ne 1\)일 때 로그의 밑의 변환 공식에 의하여 \(\log_a b = \dfrac{1}{\log_b a}\)이다.
<제시문 2> 자연수 \(n\)에 대하여 좌표평면에서 세 부등식\[1 \le x \le 4^n, \quad y \ge \log_4 x, \quad y \le \log_2 x\]를 동시에 만족시키는 영역을 \(D_n\)이라 하자.
<제시문 3> 제시문 <2>의 영역 \(D_n\)에 속하는 점 \((x, y)\) 중에서 \(x = 2^k\) (\(k\)는 음이 아닌 정수)이고 \(y\)가 정수인 점 \((x, y)\)의 개수를 \(a_n\)이라 하자.
1-ⅰ \(x \gt 1\)인 실수 \(x\)에 대하여 함수 \(h(x) = 4\log_2 x + 9\log_x 2\)의 최솟값과 그때의 \(x\)의 값을 구하시오. 또한 두 양수 \(x, y\)가 \(\log_2 x + \log_4 y = 3\)을 만족시킬 때, \(x + \sqrt{y}\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>에서 정의된 수열 \(\{a_n\}\)의 일반항을 \(n\)에 관한 식으로 나타내고, \(\displaystyle \sum_{n=1}^{20} a_n\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅲ 자연수 \(m\)에 대하여 \(\displaystyle T_m = \sum_{n=1}^m \frac{1}{a_n - 1}\)이라 할 때, 부등식 \(T_m \ge \dfrac{40}{63}\)을 만족시키는 자연수 \(m\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 산술·기하평균 등호 성립 조건 명시, [1-ⅱ] k=2j(짝수)와 k=2j+1(홀수)일 때 정수 y의 개수 합산, [1-ⅲ] 1/(n(n+2)) 부분분수 분해 및 양방향 소거 후 부등식 풀이를 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.26 탐구 4032 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.28 탐구 4032 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-03-05]
<제시문 1> 미분가능한 곡선 \(y = f(x)\) 위의 점 \(P(t, f(t))\)와 곡선 밖의 정점 \(C(a, b)\)에 대하여, 선분 \(CP\)의 길이가 최소(또는 극소)가 될 때 점 \(P\)에서의 접선은 직선 \(CP\)와 수직이다. 즉, 직선 \(CP\)는 점 \(P\)에서의 법선이다.
<제시문 2> 이차함수 \(y = px^2 + qx + r\) (\(p \ne 0\))의 그래프와 직선 \(y = mx + n\)이 서로 다른 두 점 \(x = \alpha, \beta\) (\(\alpha \lt \beta\))에서 만날 때, 곡선과 직선으로 둘러싸인 도형의 넓이는 \(\displaystyle \int_\alpha^\beta |(px^2+qx+r) - (mx+n)|\,dx = \frac{|p|}{6}(\beta - \alpha)^3\)이다.
<제시문 3> 좌표평면에서 포물선 \(W_1 : y = \dfrac{1}{2}x^2\)과 점 \(C(0, a)\)를 중심으로 하고 반지름의 길이가 \(r\)인 원 \(x^2 + (y - a)^2 = r^2\)이 서로 다른 두 점에서 접한다. 또한 포물선 \(W_2 : y = x^2\) 위의 제1사분면의 점 \(P(t, t^2)\) (\(t \gt 0\))에서의 접선에 수직이고 점 \(P\)를 지나는 직선이 \(y\)축과 만나는 점을 \(Q\)라 하자.
2-ⅰ 제시문 <3>에서 포물선 \(W_1 : y = \dfrac{1}{2}x^2\)과 중심이 \(C(0, a)\)인 원이 서로 다른 두 점에서 접하기 위한 실수 \(a\)의 값의 범위를 구하고, 그때 원의 반지름의 길이 \(r\)를 \(a\)에 관한 식으로 나타내고 그 이유를 논하시오. [12점]
2-ⅱ 제시문 <3>의 포물선 \(W_2 : y = x^2\) 위의 점 \(P(t, t^2)\)과 점 \(Q\) 및 원점 \(O\)를 세 꼭짓점으로 하는 삼각형 \(OPQ\)의 넓이를 \(S(t)\)라 할 때, 두 극한값 \(\displaystyle \lim_{t \to 0+} \overline{PQ}\)와 \(\displaystyle \lim_{t \to 0+} \frac{S(t)}{t}\)를 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
2-ⅲ 제시문 <3>의 (2-ⅰ)에서 \(a = \dfrac{5}{2}\)일 때, 포물선 \(W_1\)과 원이 접하는 두 접점을 각각 \(A, B\)라 하자. 직선 \(AB\)와 포물선 \(W_1\)로 둘러싸인 도형의 넓이와 사각형 \(OACB\)의 넓이를 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 거리 제곱 함수 또는 이차방정식 판별식을 통한 a>1 및 r 도출, [2-ⅱ] 법선 방정식 수립 및 y절편 Q 좌표와 극한 계산, [2-ⅲ] 접점 좌표 산출 후 포물선 넓이 및 대각선 직교 사각형 넓이 계산을 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-1. 확률분포 (DB: KICE_2028) PDF p.11 탐구 4033 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통03-02, 12확통03-03]
<제시문 1> 원 둘레 위에 있는 세 점을 꼭짓점으로 하는 삼각형이 원의 중심 \(O\)를 내부에 포함할 필요충분조건은 그 삼각형이 예각삼각형인 것이며, 원의 지름을 한 변으로 할 필요충분조건은 직각삼각형인 것이다.
<제시문 2> 두 사건 \(A, B\)에 대하여 \(P(A \cap B) = P(A)P(B)\)가 성립하면 두 사건 \(A, B\)는 서로 독립이라 하고, 성립하지 않으면 서로 종속이라 한다.
<제시문 3> 반지름의 길이가 \(1\)이고 중심이 \(O\)인 원 둘레를 \(2m\) (\(m \ge 3\)인 자연수)등분하는 \(2m\)개의 점 \(P_1, P_2, \dots, P_{2m}\)이 시계 반대 방향으로 차례로 놓여 있다. 이 \(2m\)개의 점 중에서 임의로 서로 다른 \(3\)개의 점을 동시에 택하여 삼각형을 만든다.
3-ⅰ 제시문 <3>에서 \(m = 6\) (즉 \(12\)개의 점)일 때, 만들어진 삼각형이 직각삼각형인 사건을 \(A\), 이등변삼각형(정삼각형 포함)인 사건을 \(B\), 예각삼각형인 사건을 \(C\)라 하자. 세 확률 \(P(A), P(B), P(C)\)를 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [12점]
3-ⅱ (3-ⅰ)에서 정의된 두 사건 \(A\)와 \(B\)가 서로 독립인지 종속인지 판정하고 그 이유를 논하시오. 또한 일반 자연수 \(m\) (\(m \ge 3\))에 대하여 직각삼각형이 될 확률 \(p_m\)과 예각삼각형이 될 확률 \(q_m\)을 각각 \(m\)에 관한 식으로 나타내시오. [10점]
3-ⅲ 제시문 <3>에서 \(\dfrac{q_m}{p_m} = \dfrac{7}{3}\)을 만족시키는 자연수 \(m\)의 값을 구하시오. 또한 이 \(m\)에 대하여 임의로 택한 세 점을 꼭짓점으로 하는 삼각형의 세 변 중에서 원의 중심 \(O\)로부터의 거리가 최소인 변까지의 거리를 확률변수 \(D\)라 할 때, \(P(D = 0)\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [8점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 전체 경우의 수 12C3=220 기준 직각·이등변·예각삼각형 개수 산출, [3-ⅱ] P(A cap B)와 P(A)P(B) 대조 및 2m개 점에서의 일반항 유도, [3-ⅲ] m 결정 및 D=0(지름 포함) 확률 계산을 서술하시오.