SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY · JEV-REA-ARGON
2025학년도 성균관대 자연계열 1교시 본고사 완벽 변형 [제7회]
성균관대학교
실전모의고사 7회 문제집
JEV-REA-ARGON 엔진 적용 · 제7회 실전모의고사 (3대문항 · 9소문항 · 100점 만점)
출제 과목: 공통수학 · 대수(수학Ⅰ) · 미적분Ⅰ(수학Ⅱ) · 확률과 통계
출제경향 분석 리포트 수록 · 1문항 1페이지 A4 실전 규격
📊 2022 개정 교육과정 핵심 4대 과목(공통수학 · 대수 · 미적분Ⅰ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑 제7회 3대문항 (9소문항) SSOT
회차 문항 번호 출제 과목군 핵심 출제 테마 및 논증 포인트 배점 난이도
제7회
[실전모의]
[문제 1] 공통수학, 대수 \(18^n\)의 약수 집합과 \(12\)의 배수 약수들의 로그 지수 합 \(a_n, b_n, S_n\) 및 망원급수 (2025 기출 1번 변형) 30점 상
[문제 2] 미적분Ⅰ (수학Ⅱ) 포물선 \(y=x^2-2x\)와 직선 \(y=2x-5\) 사이의 최단거리, 내접 삼각형 넓이 최댓값 및 정적분 (2025 기출 2번 변형) 40점 최상
[문제 3] 확률과 통계 독립인 두 이산확률변수 \(X, Y\)의 분포 결정과 선형결합 \(Z_t = tX + (1-t)Y\)의 분산 최소화 (2025 기출 3번 변형) 30점 상
💡 JEV-REA-ARGON 엔진 기반 성균관대 수리논술 제7회 출제 원칙 및 합격 전략
1. 2025학년도 1교시 본고사 1:1 정밀 매핑: 제7회 모의고사는 2025 성균관대 1교시 기출의 3대 핵심 문항(\(18^n\)의 양의 약수 집합과 로그 이중 시그마 수열 합, 포물선 위의 동점과 직선 사이의 거리 및 삼각형 넓이 최대화, 두 이산확률변수의 분포 대칭성과 선형결합 분산 최소화)을 정밀 재구성했습니다.
2. 소인수분해 격자 곱셈표와 로그의 성질: [문제 1]에서는 \(18^n = 2^n \cdot 3^{2n}\)의 약수를 \(2^i 3^j\)로 표기하여 \(\log_2\) 지수 합을 이중 시그마로 분리하는 논증력을 평가합니다.
3. 포물선 평행접선과 내접 도형 넓이 극대화: [문제 2]에서는 직선과 평행한 접선의 접점에서 최단거리가 발생함을 보이고 도형의 넓이를 이차·삼차함수 미분으로 최대화합니다.
📝 [자연계열 제7회 / 문제 1] (공통수학 · 대수)
2027 실전모의 7회

[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.18 탐구 4071 변형 / 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.9 탐구 4071 변형 | 성취기준: 12대수01-04, 12대수03-04]

<제시문 1> 양수 \(M, N\)과 \(a \gt 0, a \ne 1\)에 대하여 로그의 성질 \(\log_a(MN) = \log_a M + \log_a N\), \(\log_a M^k = k\log_a M\)이 성립한다. 또한 자연수 \(N = p^a q^b\) (\(p, q\)는 서로 다른 소수)의 양의 약수는 \(p^i q^j\) (\(0 \le i \le a, \; 0 \le j \le b\)) 꼴이다.

<제시문 2> 자연수 \(n\)에 대하여 등차수열의 합과 부분분수 분해 공식은 다음과 같다.\[\sum_{k=1}^n k = \frac{n(n+1)}{2}, \quad \frac{1}{k(k+1)} = \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1}\]

<제시문 3> 자연수 \(n \ge 2\)에 대하여 \(18^n\)의 모든 양의 약수의 집합을 \(U_n\)이라 하고, \(U_n\)의 원소 중 \(12\)의 배수인 모든 수의 집합을 \(D_n\)이라 하자. 집합 \(U_n\)의 원소의 개수를 \(a_n\), 집합 \(D_n\)의 원소의 개수를 \(b_n\)이라 하고, 집합 \(D_n\)의 각 원소 \(x = 2^i \cdot 3^j\)에 대하여 \(f(x) = \log_2\left(\dfrac{x}{3^j}\right) = i\)라 할 때 수열 \(S_n\)을 다음과 같이 정의하자.\[S_n = \sum_{x \in D_n} f(x)\]

1-ⅰ 제시문 <3>에서 정의된 두 수열 \(\{a_n\}, \{b_n\}\)의 일반항을 각각 \(n\)에 관한 식으로 나타내고, \(\displaystyle \sum_{n=2}^{10} \frac{2}{b_n}\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>에서 정의된 수열 \(S_n\)을 \(n\)에 관한 삼차식으로 인수분해하여 나타내고, \(S_5\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
1-ⅲ 문항 [1-ⅰ]의 \(b_n\)과 문항 [1-ⅱ]의 \(S_n\)에 대하여 부등식 \(\displaystyle \sum_{n=2}^{m} \frac{b_n}{2 S_n (n+3)} \ge \frac{7}{36}\)을 만족시키는 자연수 \(m\) (\(m \ge 2\))의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 소인수 지수 조건으로부터 약수 개수 an, bn 유도 및 부분분수 합 계산, [1-ⅱ] 12의 배수 지수 범위(2≤i≤n, 1≤j≤2n)에서 지수 i의 이중합 Sn 도출, [1-ⅲ] 망원급수 소거 및 부등식 풀이를 서술하시오.
📝 [자연계열 제7회 / 문제 2] (미적분Ⅰ (수학Ⅱ))
2027 실전모의 7회

[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.30 탐구 4072 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.34 탐구 4072 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-02-07, 12미적Ⅰ-03-05]

<제시문 1> 좌표평면 위의 점 \((x_0, y_0)\)과 직선 \(ax + by + c = 0\) 사이의 거리는 \(d = \dfrac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)이다. 또한 곡선 \(y = f(x)\) 위의 점과 직선 \(y = mx + k\) 사이의 거리가 최소가 되는 점에서의 접선의 기울기는 \(m\)과 같다.

<제시문 2> 미분가능한 함수 \(g(t)\)가 열린구간 \((a, b)\)의 점 \(t = c\)에서 극대이면서 동시에 유일한 극값을 가지면, \(g(t)\)는 \(t = c\)에서 최댓값을 가진다.

<제시문 3> 좌표평면 위에 포물선 \(C : y = x^2 - 2x\)와 직선 \(\ell : y = 2x - 5\)가 있다. 포물선 \(C\) 위의 점 \(P(t, t^2 - 2t)\)에서 직선 \(\ell\)에 내린 수선의 발을 \(H\)라 하자.

2-ⅰ 제시문 <3>에서 선분 \(PH\)의 길이가 최소가 되도록 하는 점 \(P_0\)의 좌표와 그때의 최단거리 \(d_{\min}\)을 구하고, 점 \(P_0\)에서의 접선 \(\ell_0\)의 방정식을 구하고 그 이유를 논하시오.  [12점]
2-ⅱ 제시문 <3>에서 실수 \(t\)가 \(0 \lt t \lt 3\)일 때, 곡선 \(C\)와 직선 \(y = 3\)의 두 교점 \(A(-1, 3), B(3, 3)\) 및 곡선 위의 점 \(P(t, t^2-2t)\)를 꼭짓점으로 하는 삼각형 \(ABP\)의 넓이 \(S(t)\)의 최댓값과 그때의 \(t\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [14점]
2-ⅲ 문항 [2-ⅰ]의 접선 \(\ell_0\)와 포물선 \(C\), 그리고 두 직선 \(x = 0, x = 3\)으로 둘러싸인 도형의 넓이를 \(W\)라 할 때, \(W\)의 값을 정적분으로 구하고 그 이유를 논하시오.  [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 평행접선 기울기 조건 및 점과 직선 사이의 거리 공식 적용, [2-ⅱ] 삼각형 ABP 넓이 함수 S(t)의 도함수 극대 판정, [2-ⅲ] 구간 [0,3]에서 포물선과 접선의 차 정적분 계산 과정을 서술하시오.
📝 [자연계열 제7회 / 문제 3] (확률과 통계)
2027 실전모의 7회

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

[출처: 확률과 통계 Ⅲ-1. 이산확률변수의 기댓값과 분산 (DB: KICE_2028) PDF p.10 탐구 4073 변형 | 성취기준: 12확통03-01, 12확통03-02, 12확통03-03]

<제시문 1> 이산확률변수 \(X\)의 확률질량함수가 \(P(X = x_i) = p_i\) (\(i=1,2,\dots,n\))일 때, \(\sum_{i=1}^n p_i = 1\)이고 기댓값은 \(E(X) = \sum_{i=1}^n x_i p_i\), 분산은 \(V(X) = E(X^2) - \{E(X)\}^2\)이다.

<제시문 2> 서로 독립인 두 확률변수 \(X, Y\)와 실수 \(a, b\)에 대하여 선형결합 \(Z = aX + bY\)의 기댓값과 분산은 다음과 같다.\[E(aX + bY) = aE(X) + bE(Y), \quad V(aX + bY) = a^2 V(X) + b^2 V(Y)\]

<제시문 3> 서로 독립인 두 이산확률변수 \(X, Y\)가 취할 수 있는 값은 모두 \(-1, 0, 1\)이다. 확률변수 \(X\)는 \(P(X = -1) = p, \; P(X = 0) = \dfrac{1}{2}, \; P(X = 1) = q\)를 만족시키고 \(E(X) = \dfrac{1}{6}\)이다. 또한 확률변수 \(Y\)는 이항분포 \(\mathrm{B}\left(2, \dfrac{1}{2}\right)\)을 따르는 확률변수 \(W\)에 대하여 \(Y = W - 1\)로 정의된다.

3-ⅰ 제시문 <3>에서 상수 \(p, q\)의 값을 각각 구하고, 확률변수 \(X\)의 분산 \(V(X)\)와 확률변수 \(Y\)의 기댓값 \(E(Y)\) 및 분산 \(V(Y)\)를 각각 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
3-ⅱ 실수 \(t\) (\(0 \le t \le 1\))에 대하여 확률변수 \(Z_t = tX + (1 - t)Y\)라 할 때, \(Z_t\)의 분산 \(V(Z_t)\)가 최소가 되도록 하는 실수 \(t\)의 값과 그때의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
3-ⅲ 제시문 <3>의 독립인 두 확률변수 \(X, Y\)에 대하여 사건 \(A : X + Y = 1\)이 일어났을 때, \(X = 1\)일 조건부확률 \(P(X = 1 \mid X + Y = 1)\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오.  [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 확률의 총합 및 기댓값 연립방정식으로 p, q와 V(X), V(Y) 도출, [3-ⅱ] 독립 확률변수 선형결합 분산 이차함수 최소화, [3-ⅲ] 합 사건 X+Y=1의 순서쌍 분할 및 조건부확률 계산 과정을 서술하시오.