2027학년도 대비 서강대학교 수리논술 모의고사 6회 문제집  |  6회 : 쌍곡선 접선과 점근선 넓이 · 코사인법칙 각이등분선 · 매개변수 최솟값 미분가능성 · 부등식 절댓값 정적분 · 공간평면 정사영과 사면체
2027학년도 대비 서강대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 6회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술80%+교과20% · 수능최저 3개 각 3등급)

[대문항 1] 쌍곡선의 자취 유도와 접선 및 점근선 삼각형의 넓이 (20점)

기하 Ⅰ-2. 이차곡선과 접선 (2025 서강대 자연 1차 1번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 비상교육 기하 Ⅰ. 이차곡선 (DB: GEOM_Ch01_비상) PDF p.28 탐구 61 변형 | 성취기준: 12기하01-01, 12기하01-04]
<제시문 (가)> 평면 위의 두 정점 \(\mathrm{F}(c, 0),\; \mathrm{F}'(-c, 0)\)으로부터의 거리의 차가 \(2a\;(0 \lt a \lt c)\)인 점 \(\mathrm{P}\)의 자취는 쌍곡선 \(\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\;(b^2 = c^2 - a^2)\)이며, 두 점근선의 방정식은 \(y = \pm\dfrac{b}{a}x\)이다.
<제시문 (나)> 쌍곡선 \(\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\) 위의 점 \(\mathrm{Q}(x_1, y_1)\)에서의 접선의 방정식은 \(\dfrac{x_1 x}{a^2} - \dfrac{y_1 y}{b^2} = 1\)이다.
좌표평면 위의 두 초점 \(\mathrm{F}(5, 0),\; \mathrm{F}'(-5, 0)\)에 대하여 \(|\overline{\mathrm{F}'\mathrm{P}} - \overline{\mathrm{FP}}| = 6\)을 만족시키는 점 \(\mathrm{P}\)가 그리는 쌍곡선을 \(C\)라 할 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 1-1] (6점) 제시문 (가)를 이용하여 쌍곡선 \(C\)의 방정식 \(\dfrac{x^2}{a^2} - \dfrac{y^2}{b^2} = 1\)에서 상수 \(a^2,\; b^2\)의 값을 각각 구하고, 두 점근선의 방정식을 구하시오.
[문항 1-2] (7점) 쌍곡선 \(C\) 위의 제\(1\)사분면의 점 \(\mathrm{Q}(5, y_1)\)에 대하여 \(y_1\)의 값을 구하고, 점 \(\mathrm{Q}\)에서의 접선의 방정식을 \(5x - 3y = k\) 꼴로 나타내어 상수 \(k\)의 값을 구하시오.
[문항 1-3] (7점) 점 \(\mathrm{Q}\)에서의 접선이 두 점근선 \(y = \dfrac{4}{3}x,\; y = -\dfrac{4}{3}x\)와 만나는 점을 각각 \(\mathrm{A},\; \mathrm{B}\)라 할 때, 두 점 \(\mathrm{A},\; \mathrm{B}\)의 좌표와 원점 \(\mathrm{O}\)에 대한 삼각형 \(\mathrm{OAB}\)의 넓이 \(S\)를 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 1 ([1-1] 6점 / [1-2] 7점 / [1-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [1-1] → [1-2] → [1-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 서강대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 6회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술80%+교과20% · 수능최저 3개 각 3등급)

[대문항 2] 코사인법칙과 각의 이등분선을 이용한 삼각형 외접원·내접원 분석 (20점)

대수 Ⅱ-2. 삼각함수와 도형의 성질 | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 대수 Ⅱ. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.35 탐구 62 변형 | 성취기준: 12대수02-01, 12대수02-03]
<제시문 (가)> 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 세 변의 길이를 \(a, b, c\)라 할 때, 코사인법칙 \(a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A\)와 사인법칙 \(\dfrac{a}{\sin A} = 2R\) (단, \(R\)은 외접원의 반지름)이 성립한다.
<제시문 (나)> 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이 \(S\)는 \(S = \dfrac{1}{2}bc\sin A = \dfrac{1}{2}r(a + b + c)\) (단, \(r\)은 내접원의 반지름)이다.
세 변의 길이가 \(\overline{\mathrm{AB}} = 3,\; \overline{\mathrm{AC}} = 6\)이고 \(\angle \mathrm{BAC} = \dfrac{2\pi}{3}\)인 둔각삼각형 \(\mathrm{ABC}\)에서 \(\angle \mathrm{BAC}\)의 이등분선이 변 \(\mathrm{BC}\)와 만나는 점을 \(\mathrm{D}\)라 할 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 2-1] (6점) 제시문 (가)의 코사인법칙을 이용하여 변 \(\mathrm{BC}\)의 길이 \(a\)와 외접원의 반지름의 길이 \(R\)을 각각 구하시오.
[문항 2-2] (7점) 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이 \(S\)를 구하고, 넓이 분할 등식 \(S = \triangle\mathrm{ABD} + \triangle\mathrm{ACD}\)를 이용하여 각의 이등분선의 길이 \(\overline{\mathrm{AD}}\)를 구하시오.
[문항 2-3] (7점) 제시문 (나)를 이용하여 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 내접원의 반지름의 길이 \(r\)을 분모 유리화하여 \(\dfrac{p\sqrt{3} - q\sqrt{21}}{2}\) 꼴로 나타내고 자연수 \(p, q\)의 값을 각각 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 2 ([2-1] 6점 / [2-2] 7점 / [2-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [2-1] → [2-2] → [2-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 서강대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 6회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술80%+교과20% · 수능최저 3개 각 3등급)

[대문항 3] 매개변수 구간에 따른 이차함수의 최솟값 함수와 미분가능성 (20점)

미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (2025 서강대 자연 1차 2번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-1. 미분계수와 도함수 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.9 탐구 63 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-01, 12미적Ⅰ-02-02]
<제시문 (가)> 닫힌구간 \([-1, 1]\)에서 정의된 이차함수 \(g(x) = (x - t)^2 + c\)의 최솟값은 대칭축 \(x = t\)가 구간 \([-1, 1]\)에 속할 때는 꼭짓점에서의 값 \(g(t)\)이고, \(t \gt 1\)일 때는 오른쪽 경계값 \(g(1)\)이다.
<제시문 (나)> 함수 \(f(t)\)가 \(t = 1\)에서 연속이고 좌미분계수 \(\lim_{t \to 1-} \dfrac{f(t) - f(1)}{t - 1}\)와 우미분계수 \(\lim_{t \to 1+} \dfrac{f(t) - f(1)}{t - 1}\)가 일치하면 \(f(t)\)는 \(t = 1\)에서 미분가능하다.
양의 실수 \(t\;(t \gt 0)\)에 대하여 닫힌구간 \([-1, 1]\)에서 정의된 함수 \(g(x) = x^2 - 2tx + 4t\)의 최솟값을 \(f(t)\)라 할 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 3-1] (6점) \(t = 1\)일 때 함수 \(g(x)\)의 식을 구하고 \(f(1)\)의 값을 구하시오.
[문항 3-2] (7점) 제시문 (가)를 이용하여 \(0 \lt t \lt 1\)일 때와 \(t \gt 1\)일 때의 최솟값 함수 \(f(t)\)의 식을 각각 구하시오.
[문항 3-3] (7점) 제시문 (나)를 이용하여 함수 \(f(t)\)가 \(t = 1\)에서 연속이고 미분가능함을 증명하고, 미분계수 \(f'(1)\)의 값을 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 3 ([3-1] 6점 / [3-2] 7점 / [3-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [3-1] → [3-2] → [3-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 서강대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 6회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술80%+교과20% · 수능최저 3개 각 3등급)

[대문항 4] 부등식과 제곱 항등식으로 정의된 절댓값 결합 함수의 정적분 (20점)

미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (2025 서강대 자연 2차 2번 변형) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-1. 부정적분과 정적분 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.16 탐구 64 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-02, 12미적Ⅰ-03-03]
<제시문 (가)> 두 함수 \(f(x),\; g(x)\)가 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x) \le g(x)\)와 \(\{g(x) - f(x)\}^2 = \{h(x)\}^2\)을 만족시키면 \(g(x) - f(x) = |h(x)|\), 즉 \(g(x) = f(x) + |h(x)|\)이다.
<제시문 (나)> 절댓값 기호를 포함한 함수의 정적분은 피적분함수의 부호가 바뀌는 경계점을 기준으로 적분 구간을 나누어 계산한다.
다항함수 \(f(x) = 3x\)와 연속함수 \(g(x)\)가 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x) \le g(x)\) 및 \(\{g(x) - 3x\}^2 = (x^2 - 2x)^2\)을 만족시킬 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 4-1] (6점) 제시문 (가)를 이용하여 \(g(x)\)를 절댓값 기호를 포함한 식으로 나타내고, 열린구간 \((0, 3)\)에서 \(g(x)\)가 미분가능하지 않은 모든 \(x\)의 값을 구하시오.
[문항 4-2] (7점) 구간 \([0, 2]\)와 구간 \([2, 3]\)에서 \(g(x)\)의 다항식 표현을 각각 구하고, 닫힌구간 \([0, 3]\)에서 함수 \(g(x)\)가 증가함을 도함수 \(g'(x)\)의 부호를 이용하여 보이시오.
[문항 4-3] (7점) 제시문 (나)를 이용하여 정적분 \(\int_{0}^{3} g(x)\,dx\)의 값을 구하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 4 ([4-1] 6점 / [4-2] 7점 / [4-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [4-1] → [4-2] → [4-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.
2027학년도 대비 서강대학교 자연계열 수리논술 실전 모의고사 6회 (문제집) 대문항 5세트 (100분 / 100점 만점 · 논술80%+교과20% · 수능최저 3개 각 3등급)

[대문항 5] 벡터를 이용한 공간 평면의 방정식과 정사영 및 직각사면체 부피 (20점)

기하 Ⅲ-3. 공간도형과 공간좌표 (2022 개정 12기하03-05) | 배점 20점 (6+7+7점)
[출처: 비상교육 기하 Ⅲ. 공간도형과 공간좌표 (DB: GEOM_Ch03_비상) PDF p.36 탐구 65 변형 | 성취기준: 12기하03-03, 12기하03-05]
<제시문 (가)> 좌표공간에서 법선벡터가 \(\vec{n} = (a, b, c)\)이고 점 \((x_0, y_0, z_0)\)을 지나는 평면의 방정식은 \(a(x - x_0) + b(y - y_0) + c(z - z_0) = 0\)이다.
<제시문 (나)> 두 평면 \(\alpha,\; \beta\)의 법선벡터가 \(\vec{n}_1,\; \vec{n}_2\)일 때 두 평면이 이루는 예각 \(\theta\)에 대하여 \(\cos\theta = \dfrac{|\vec{n}_1 \cdot \vec{n}_2|}{|\vec{n}_1||\vec{n}_2|}\)이고, 정사영의 넓이는 \(S' = S\cos\theta\)이다.
좌표공간의 세 좌표축 위의 점 \(\mathrm{A}(6, 0, 0),\; \mathrm{B}(0, 3, 0),\; \mathrm{C}(0, 0, 2)\)를 지나는 평면을 \(\alpha\)라 할 때, 다음 논제에 답하시오.
[문항 5-1] (6점) 제시문 (가)를 이용하여 평면 \(\alpha\)의 방정식을 \(x + 2y + 3z = 6\)으로 유도하고, 원점 \(\mathrm{O}\)에서 평면 \(\alpha\)에 내린 수선의 발 \(\mathrm{H}\)의 좌표와 선분 \(\overline{\mathrm{OH}}\)의 길이 \(d\)를 구하시오.
[문항 5-2] (7점) 평면 \(\alpha\)와 \(xy\)평면이 이루는 예각을 \(\theta\)라 할 때, 제시문 (나)를 이용하여 \(\cos\theta\)의 값과 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이 \(S\)를 각각 구하시오.
[문항 5-3] (7점) 사면체 \(\mathrm{OABC}\)의 부피 \(V\)를 \(V = \dfrac{1}{3} S \cdot d\)로 계산하여 직각사면체 부피 공식 \(\dfrac{1}{6}\overline{\mathrm{OA}}\cdot\overline{\mathrm{OB}}\cdot\overline{\mathrm{OC}}\)의 값과 일치함을 확인하시오.
[논술 답안 작성란 — 문항 5 ([5-1] 6점 / [5-2] 7점 / [5-3] 7점, 총 20점)]
• 제시문 (가), (나)의 수학적 정의와 정리를 명시하고 소문항 [5-1] → [5-2] → [5-3] 순서로 논리적 근거와 풀이 과정을 서술하시오.