📊 2022 개정 교육과정 핵심 4대 과목(공통수학 · 대수 · 미적분Ⅰ · 확률과 통계) 출제 단원 및 논증 테마 맵핑
제8회 3대문항 (9소문항) SSOT
| 회차 |
문항 번호 |
출제 과목군 |
핵심 출제 테마 및 논증 포인트 |
배점 |
난이도 |
제8회 [실전모의] |
[문제 1] |
대수 |
평행선 \(y=x+2n, y=x-n\) 위의 정삼각형 최소 넓이 \(S_n\), 코사인법칙 및 망원급수 (2024 기출 1번 변형) |
30점 |
상 |
| [문제 2] |
미적분Ⅰ (수학Ⅱ) |
구간별 이차함수에 원점에서 그은 공통 접선 \(y=2x\), 넓이 불변성 및 정적분 합 (2024 기출 2번 변형) |
40점 |
최상 |
| [문제 3] |
확률과 통계 |
표본공간 분할 조건부확률 연립방정식과 표본비율 \(\hat{p}\)을 이용한 모비율 \(95\%\) 신뢰구간 추정 (2024 기출 3번 변형) |
30점 |
상 |
💡 JEV-REA-ARGON 엔진 기반 성균관대 수리논술 제8회 출제 원칙 및 합격 전략
1.
2024학년도 1교시 본고사 1:1 정밀 매핑 + 2022 개정 모비율 추정 결합: 제8회 모의고사는 2024 성균관대 1교시 기출의 3대 핵심 문항(평행한 두 직선 위의 정삼각형 넓이 수열과 코사인법칙, 구간별 대칭 함수의 원점 접선과 정적분 넓이, 표본공간 분할 조건부확률 연립방정식)에 2022 개정 교육과정에서 재도입된 모비율 신뢰구간(`12확통03-06`)을 결합했습니다.
2.
평행선 사이의 거리와 정삼각형 높이 공식: [문제 1]에서는 두 평행선 사이의 최단거리가 정삼각형의 높이 \(h_n = \frac{\sqrt{3}}{2}\ell_n\)이 될 때 한 변의 길이 \(\ell_n\)과 넓이 \(S_n\)이 최소가 됨을 논증합니다.
3.
구간별 평행이동 이차함수의 공통 원점 접선과 넓이 불변성: [문제 2]에서는 원점에서 그은 접선이 모든 \(n\)에 대하여 \(y = 2x\)로 동일함을 증명하고 정적분 넓이를 도출합니다.
[문제 1] 다음 제시문을 읽고 [문제 1-ⅰ] ~ [문제 1-ⅲ]을 풀이와 함께 답하시오. (30점)
[출처: 대수 Ⅱ-2. 사인법칙과 코사인법칙 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.32 탐구 4081 변형 / 미래엔(황선욱) 대수 Ⅲ. 수열 (DB: ALG_Ch03_03) PDF p.11 탐구 4081 변형 | 성취기준: 12대수02-03, 12대수03-04]
<제시문 1> 삼각형 \(ABC\)에서 세 변의 길이를 \(a, b, c\)라 하고 외접원의 반지름의 길이를 \(R\)이라 할 때, 사인법칙과 코사인법칙은 다음과 같다.\[\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R, \quad c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C\]
<제시문 2> 평행한 두 직선 \(ax + by + c_1 = 0\)과 \(ax + by + c_2 = 0\) 사이의 거리는 \(d = \dfrac{|c_1 - c_2|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)이며, 한 변의 길이가 \(\ell\)인 정삼각형의 높이는 \(h = \dfrac{\sqrt{3}}{2}\ell\), 넓이는 \(S = \dfrac{\sqrt{3}}{4}\ell^2\)이다.
<제시문 3> 자연수 \(n\)에 대하여 좌표평면 위에 평행한 두 직선 \(\ell_1 : y = x + 2n\)과 \(\ell_2 : y = x - n\)이 있다. 한 꼭짓점 \(A_n\)은 직선 \(\ell_1\) 위에 있고 다른 두 꼭짓점 \(B_n, C_n\)은 직선 \(\ell_2\) 위에 있는 정삼각형 \(A_n B_n C_n\)의 넓이를 \(S_n\)이라 하자.
1-ⅰ 제시문 <3>에서 두 직선 \(\ell_1, \ell_2\) 사이의 거리 \(d_n\)을 구하고, 이를 이용하여 정삼각형 \(A_n B_n C_n\)의 한 변의 길이 \(\ell_n\)과 넓이 \(S_n\)을 각각 \(n\)에 관한 식으로 나타내고 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{8} \frac{S_n}{\sqrt{3}}\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅱ 제시문 <3>의 정삼각형 \(A_n B_n C_n\)에서 변 \(B_n C_n\)의 연장선 위에 \(\overline{B_n C_n} = 2\overline{C_n D_n}\) (\(C_n\)은 선분 \(B_n D_n\) 위의 점)이 되도록 점 \(D_n\)을 잡을 때, 코사인법칙과 사인법칙을 이용하여 선분 \(A_n D_n\)의 길이와 삼각형 \(A_n C_n D_n\)의 외접원의 반지름 \(R_n\)을 각각 \(n\)에 관한 식으로 나타내고 그 이유를 논하시오. [10점]
1-ⅲ 문항 [1-ⅱ]에서 구한 외접원의 반지름 \(R_n\)에 대하여 부등식 \(\displaystyle \sum_{n=1}^{m} \frac{7}{R_n R_{n+1}} \ge \frac{15}{8}\)을 만족시키는 자연수 \(m\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [1-ⅰ] 평행선 거리 공식을 통한 정삼각형 높이·변의 길이·넓이 유도, [1-ⅱ] ∠AnCnDn = 120°에서 코사인법칙과 사인법칙 적용, [1-ⅲ] 부분분수 망원급수 소거 및 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.32 탐구 4082 변형 / 미래엔(황선욱) 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.36 탐구 4082 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-05, 12미적Ⅰ-03-05]
<제시문 1> 미분가능한 함수 \(y = f(x)\)의 그래프 위의 점 \((s, f(s))\)에서의 접선이 원점 \((0, 0)\)을 지날 필요충분조건은 \(f(s) = s f'(s)\)이다.
<제시문 2> 닫힌구간 \([a, b]\)에서 두 연속함수 \(y = f(x)\)와 \(y = g(x)\)로 둘러싸인 도형의 넓이는 \(\displaystyle \int_a^b |f(x) - g(x)|\,dx\)이다.
<제시문 3> 자연수 \(n\)에 대하여 닫힌구간 \([2n-1, 2n+1]\)에서 정의된 이차함수 \(f_n(x)\)를\[f_n(x) = (x - 2n)^2 + 4n + 1\]이라 하자. 원점 \(O(0, 0)\)에서 곡선 \(y = f_n(x)\) (\(2n-1 \le x \le 2n+1\))에 그은 접선의 접점을 \(P_n(s_n, f_n(s_n))\), 그 접선을 \(\ell_n\)이라 하자.
2-ⅰ 제시문 <3>에서 접점 \(P_n\)의 \(x\)좌표 \(s_n\)을 \(n\)에 관한 식으로 나타내고, 접선 \(\ell_n\)의 방정식이 자연수 \(n\)의 값에 관계없이 항상 \(y = 2x\)임을 증명하시오. [12점]
2-ⅱ 제시문 <3>에서 곡선 \(y = f_n(x)\), 공통 접선 \(y = 2x\), 그리고 직선 \(x = 2n - 1\)로 둘러싸인 도형의 넓이를 \(A_n\)이라 할 때, \(A_n\)이 \(n\)의 값에 관계없이 일정함을 보이고 그 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
2-ⅲ 제시문 <3>의 함수 \(f_n(x)\)에 대하여 정적분 \(I_n = \displaystyle \int_{2n-1}^{2n+1} f_n(x)\,dx\)를 \(n\)에 관한 일차식으로 나타내고, \(\displaystyle \sum_{n=1}^{6} I_n\)의 값을 구하고 그 이유를 논하시오. [14점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [2-ⅰ] 원점 접선 방정식 f_n(s) = s f_n'(s) 수립 및 공통 접선 y=2x 증명, [2-ⅱ] 곡선과 접선의 차 (x-(2n+1))^2 정적분 넓이 불변성 증명, [2-ⅲ] 사다리꼴 넓이와 An의 합을 이용한 In 도출 과정을 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-2. 모비율의 추정 (DB: KICE_2028) PDF p.11 탐구 4083 변형 | 성취기준: 12확통02-05, 12확통03-06]
<제시문 1> 표본공간 \(S\)의 두 사건 \(A, B\)에 대하여 \(P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)\)이고, \(P(B|A) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(A)}\)이다.
<제시문 2> 모비율이 \(p\)인 모집단에서 임의추출한 크기가 \(n\)인 표본의 표본비율을 \(\hat{p}\)이라 할 때, \(n\)이 충분히 크면 모비율 \(p\)에 대한 신뢰도 \(95\%\)의 신뢰구간은 (\(\hat{q} = 1 - \hat{p}\), \(P(|Z| \le 1.96) = 0.95\))\[\hat{p} - 1.96\sqrt{\frac{\hat{p}\hat{q}}{n}} \le p \le \hat{p} + 1.96\sqrt{\frac{\hat{p}\hat{q}}{n}}\]이다.
<제시문 3> 어느 공장에서 생산되는 반도체 칩을 검사하는 두 인공지능 장비 \(A, B\)가 있다. 임의로 선택한 칩 \(1\)개를 검사할 때 장비 \(A\)가 불량으로 판정할 사건을 \(A\), 장비 \(B\)가 불량으로 판정할 사건을 \(B\)라 하자. 두 사건 \(A, B\)는 다음 세 조건을 만족시킨다.
(가) \(P(A \cup B) = \dfrac{1}{2}\)
(나) \(P(B|A) = \dfrac{2}{5}, \quad P(A|B) = \dfrac{1}{2}\)
(다) \(P(A \cap B^c) + P(A^c \cap B) = \dfrac{7}{20}\)
3-ⅰ 제시문 <3>의 조건 (가), (나), (다)를 이용하여 \(P(A \cap B)\), \(P(A)\), \(P(B)\)의 값을 각각 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅱ 제시문 <3>에서 두 장비 \(A, B\) 중 적어도 하나의 장비가 불량으로 판정했을 때, 장비 \(A\)만 불량으로 판정했을 조건부확률 \(P(A \cap B^c \mid A \cup B)\)를 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
3-ⅲ 이 공장에서 생산된 칩 중에서 크기가 \(n\)인 표본을 임의추출하여 조사한 결과, 장비 \(B\)가 불량으로 판정한 칩의 표본비율 \(\hat{p}\)이 문항 [3-ⅰ]에서 구한 \(P(B)\)의 값과 같았다고 하자. 모비율 \(p\)에 대한 신뢰도 \(95\%\)의 신뢰구간을 \([a, b]\)라 할 때, 신뢰구간의 길이 \(b - a\)가 \(0.049\) 이하가 되도록 하는 자연수 \(n\)의 최솟값을 구하고 그 이유를 논하시오. [10점]
【답안 작성란 (A4 실전 규격)】 ※ [3-ⅰ] 대칭차집합과 합집합의 확률 관계로 P(A∩B), P(A), P(B) 도출, [3-ⅱ] P(A∩B^c) = P(A)-P(A∩B) 계산 및 조건부확률 산출, [3-ⅲ] 2022 개정 모비율 95% 신뢰구간 길이 부등식 풀이를 서술하시오.