SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY · JEV-REA-ARGON
2027학년도 자연계열 수리논술 파이널 실전 대비 [제5회]
성균관대학교
모의고사 5회 문제집
JEV-REA-ARGON 엔진 적용 · 제5회 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 제5회 3대문항 (9소문항) SSOT
회차 문항 번호 출제 과목군 핵심 출제 테마 및 논증 포인트 배점 난이도
제5회
[실전모의]
[문제 1] 공통수학, 수학Ⅰ 성균관대 시그니처 \(12^n\)의 약수 집합과 \(6\)의 배수 약수의 로그 이중 시그마 합 \(A_n, B_n\) 분석 30점 최상
[문제 2] 수학Ⅱ 계수 순열 이차함수들의 최대·최소 포락선 함수 \(g(x), h(x)\)의 미분가능성 및 구간별 정적분 40점 최상
[문제 3] 확률과 통계 복원추출 계수 이차방정식의 실근·중근 조건부 기댓값과 정적분 확률변수 \(I\)의 분산 및 부등식 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 제5회 / 문제 1] (공통수학 · 수학Ⅰ)
2027 실전모의 5회

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

[출처: 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열의 합과 수학적 귀납법 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.14 탐구 4051 변형 | 성취기준: 12대수03-02, 12대수03-04, 12대수03-06]

<제시문 1> 자연수 \(N\)이 서로 다른 소수 \(p, q\)에 대하여 \(N = p^a q^b\) (\(a, b\)는 자연수)으로 소인수분해될 때, \(N\)의 양의 약수는 모두 \(p^i q^j\) (\(0 \le i \le a, \; 0 \le j \le b\)인 정수) 꼴로 유일하게 표현되며, 양의 약수의 총개수는 \((a+1)(b+1)\)이다.

<제시문 2> \(x \gt 0, y \gt 0\)일 때 \(\log_2(xy) = \log_2 x + \log_2 y\)이며, 이중합에서 \(\displaystyle \sum_{i=p}^q \sum_{j=r}^s (u_i + v_j) = (s - r + 1)\sum_{i=p}^q u_i + (q - p + 1)\sum_{j=r}^s v_j\)가 성립한다.

<제시문 3> 자연수 \(n\)에 대하여 자연수 \(N_n = 12^n\)의 모든 양의 약수의 집합을 \(D_n\)이라 하고, \(D_n\)의 원소 중에서 \(6\)의 배수인 모든 약수의 집합을 \(E_n\)이라 하자. 집합 \(D_n\)의 모든 원소 \(d\)에 대한 \(\log_2 d\)의 총합을 \(A_n\), 집합 \(E_n\)의 모든 원소 \(e\)에 대한 \(\log_2 e\)의 총합을 \(B_n\)이라 하자. (단, \(\alpha = \log_2 3\)으로 놓는다.)

1-ⅰ 제시문 <3>에서 두 집합 \(D_n\)과 \(E_n\)의 원소의 개수 \(n(D_n), \; n(E_n)\)을 구하고, \(A_n\)을 \(n\)과 \(\alpha\) (\(\alpha = \log_2 3\))에 관한 식으로 나타내고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>에서 \(B_n\)을 \(n\)과 \(\alpha\)에 관한 식으로 나타내고, 극한값 \(\displaystyle \lim_{n \to \infty} \frac{B_n}{A_n}\)을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅲ 제시문 <3>에서 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{10} (A_n - B_n) = p + q\alpha\) (\(p, q\)는 유리수)라 할 때, 두 수 \(p, q\)의 값을 각각 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 12^n = 2^(2n)*3^n 소인수분해 및 약수 짝짓기(또는 이중 시그마)를 통한 An 유도, [1-ⅱ] 6의 배수 조건(i>=1, j>=1)을 만족하는 Bn 유도 및 극한 계산, [1-ⅲ] An-Bn의 다항식 정리 및 거듭제곱 합 계산을 서술하시오.
📝 [자연계열 제5회 / 문제 2] (수학Ⅱ)
2027 실전모의 5회

[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.38 탐구 4052 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.30 탐구 4052 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-07, 12미적Ⅰ-03-05]

<제시문 1> 실수 \(x_1 \le x_2 \le x_3\)과 \(y_1 \le y_2 \le y_3\)에 대하여, \((y_1, y_2, y_3)\)의 임의의 순열 \((a, b, c)\)에 의한 곱의 합 \(a x_1 + b x_2 + c x_3\)은 같은 순서로 곱할 때(\(y_1 x_1 + y_2 x_2 + y_3 x_3\)) 최대가 되고, 반대 순서로 곱할 때(\(y_3 x_1 + y_2 x_2 + y_1 x_3\)) 최소가 된다.

<제시문 2> 함수 \(f(x)\)가 \(x = x_0\)에서 연속일 때, 좌미분계수 \(\displaystyle \lim_{h \to 0-} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h}\)와 우미분계수 \(\displaystyle \lim_{h \to 0+} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h}\)가 서로 같으면 \(f(x)\)는 \(x = x_0\)에서 미분가능하고, 서로 다르면 미분가능하지 않다.

<제시문 3> 집합 \(\{1, 2, 3\}\)의 원소들을 일렬로 나열하여 만든 모든 순열 \((a, b, c)\) (\(6\)가지)에 대하여 이차함수 \(f_{(a,b,c)}(x) = ax^2 + bx + c\)를 생각하자. 실수 \(x\)에 대하여 이 \(6\)개의 함숫값 중 최댓값을 \(g(x)\), 최솟값을 \(h(x)\)라 하자.

2-ⅰ 제시문 <3>의 두 함수 \(g(x)\)와 \(h(x)\)를 각각 실수 \(x\)의 구간(\(x \lt -1, \; -1 \le x \lt 0, \; 0 \le x \lt 1, \; x \ge 1\))에 따라 구하고, 모든 실수 \(x\)에 대하여 등식 \(g(x) + h(x) = 4(x^2 + x + 1)\)이 항상 성립함을 증명하시오.  [14점]
2-ⅱ 실수 전체의 집합에서 함수 \(g(x)\)가 미분가능하지 않은 모든 \(x\)의 값 \(x_0\)을 구하고, 각 점에서의 우미분계수와 좌미분계수의 차의 절댓값들의 합을 구하고 그 이유를 논하시오.  [12점]
2-ⅲ 정적분 \(\displaystyle \int_{-2}^1 \{g(x) - h(x)\}\,dx\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 1, x, x^2의 대소 관계가 바뀌는 경계점(-1, 0, 1)에서 재배열 부등식을 통한 g(x), h(x) 결정, [2-ⅱ] 경계점에서의 좌·우미분계수 비교, [2-ⅲ] 구간 [-2,-1], [-1,0], [0,1] 분할 적분 과정을 서술하시오.
📝 [자연계열 제5회 / 문제 3] (확률과 통계)
2027 실전모의 5회

[문제 3] 다음 제시문을 읽고 [문제 3-ⅰ] ~ [문제 3-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)

[출처: 확률과 통계 Ⅱ-1. 확률의 뜻과 활용 및 Ⅲ-1. 확률분포 (DB: KICE_2028) PDF p.8 탐구 4053 변형 | 성취기준: 12확통02-03, 12확통02-05, 12확통03-02]

<제시문 1> 서로 독립인 확률변수 \(X_1, X_2, X_3\)과 상수 \(c_1, c_2, c_3\)에 대하여 선형결합 확률변수 \(W = c_1 X_1 + c_2 X_2 + c_3 X_3\)의 기댓값과 분산은 다음과 같다.\[E(W) = c_1 E(X_1) + c_2 E(X_2) + c_3 E(X_3), \quad V(W) = c_1^2 V(X_1) + c_2^2 V(X_2) + c_3^2 V(X_3)\]

<제시문 2> 닫힌구간 \([0, 1]\)에서 연속인 함수 \(h(x)\)에 대하여 코시-슈바르츠 부등식(또는 정적분 분산 부등식)에 의하여 다음이 성립한다.\[\left\{\int_0^1 h(x)\,dx\right\}^2 \le \int_0^1 \{h(x)\}^2\,dx \quad (\text{단, 등호는 } h(x)\text{가 상수함수일 때 성립})\]

<제시문 3> 주머니 속에 \(1, 2, 3, 4\)의 숫자가 하나씩 적힌 \(4\)개의 공이 들어 있다. 이 주머니에서 임의로 한 개의 공을 꺼내어 적힌 숫자를 확인한 후 다시 넣는 시행(복원추출)을 \(3\)번 반복하여 차례로 나온 숫자를 확률변수 \(A, B, C\)라 하자. 이차함수 \(Q(x) = Ax^2 + 2Bx + C\)와 확률변수 \(I = \displaystyle \int_0^1 Q(x)\,dx\)를 정의하자.

3-ⅰ 제시문 <3>에서 이차방정식 \(Q(x) = 0\)이 실근을 가질 확률 \(p\)를 구하시오. 또한 방정식 \(Q(x) = 0\)이 중근을 가졌을 때, \(A + C\)의 조건부 기댓값 \(E(A + C \mid \text{중근})\)을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
3-ⅱ 제시문 <3>에서 정의된 정적분 확률변수 \(I = \displaystyle \int_0^1 Q(x)\,dx\)의 기댓값 \(E(I)\)와 분산 \(V(I)\)를 각각 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
3-ⅲ 제시문 <2>를 이용하여 모든 표본점에 대하여 부등식 \(I^2 \le \displaystyle \int_0^1 \{Q(x)\}^2\,dx\)가 성립함을 설명하고, \(E(I^2)\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 판별식 D/4 = B^2 - AC >= 0을 만족하는 순서쌍 (A,B,C) 개수 분류 및 중근(B^2=AC) 6가지 순서쌍 평균 산출, [3-ⅱ] I = A/3 + B + C의 독립 선형결합 기댓값·분산 계산, [3-ⅲ] E(I^2) = V(I) + {E(I)}^2 계산을 서술하시오.