2027학년도 성신여자대학교 수리논술 모의고사 (3회)
자연계열 수리논술 3회 (지수·로그 역함수 대칭성 / 삼각함수 그래프와 대칭합 / 평균값 정리와 도함수 / 속도와 거리 해석)
시험시간 100분 배점 100점
문제 1 지수함수와 로그함수의 역함수 대칭성과 사각형의 넓이 [총 25점]
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.6 유제 6 변형 | 성취기준: 12대수01-05, 12대수01-07]
[제시문]
(가) 지수함수 $f(x) = 2^{x-1}$의 역함수는 $f^{-1}(x) = \log_2 x + 1$ ($x > 0$)이며, 두 함수의 그래프는 직선 $y = x$에 대하여 서로 대칭이다.

(나) 기울기가 $-1$인 직선 $l: y = -x + 7$이 두 곡선 $y = f(x)$, $y = f^{-1}(x)$와 만나는 점을 각각 $A, B$라 하자.

(다) 두 곡선 $y = f(x)$와 $y = f^{-1}(x)$가 직선 $y = x$와 만나는 두 교점을 각각 $P(1, 1)$, $Q(2, 2)$라 하자.
[1-1] 제시문 (가)와 (다)를 이용하여 $f(1) = 1$, $f(2) = 2$임을 확인하고 선분 $PQ$의 길이를 구하시오. [7점]
[1-2] 제시문 (나)에서 두 점 $A, B$의 좌표를 각각 구하고, 선분 $AB$의 길이를 구하시오. [8점]
[1-3] 세 점 $P, A, B$를 꼭짓점으로 하는 삼각형 $PAB$의 넓이와 사각형 $PAQB$의 넓이를 각각 구하시오. [10점]
2027학년도 성신여자대학교 수리논술 모의고사 (3회)
자연계열 수리논술 3회 (지수·로그 역함수 대칭성 / 삼각함수 그래프와 대칭합 / 평균값 정리와 도함수 / 속도와 거리 해석)
시험시간 100분 배점 100점
문제 2 삼각함수의 주기와 그래프의 대칭성을 이용한 실근의 합 [총 25점]
[출처: 교과서 본문 대수 Ⅱ-1. 삼각함수 (DB: ALG_Ch02_01) PDF p.4 유제 6 변형 | 성취기준: 12대수02-01, 12대수02-02]
[제시문]
(가) 함수 $y = A\cos(Bx) + C$ ($A > 0, B > 0$)의 주기는 $T = \dfrac{2\pi}{B}$이고, 최댓값은 $A + C$, 최솟값은 $-A + C$이다.

(나) 닫힌구간 $[0, 4]$에서 정의된 함수 $f(x) = 2\cos\left(\pi x\right) + 1$이 주어져 있다.

(다) 실수 $k$ ($-1 < k < 3$)에 대하여 방정식 $f(x) = k$의 닫힌구간 $[0, 4]$에서의 모든 실근을 작은 것부터 차례로 $x_1, x_2, x_3, x_4$라 하자.
[2-1] 제시문 (가)와 (나)를 이용하여 함수 $f(x)$의 주기와 최댓값, 최솟값을 각각 구하시오. [7점]
[2-2] 제시문 (다)에서 그래프의 대칭성을 이용하여 네 실근의 합 $x_1 + x_2 + x_3 + x_4$의 값을 구하시오. [8점]
[2-3] 제시문 (다)에서 $x_2 - x_1 = \dfrac{2}{3}$일 때, 상수 $k$의 값과 $x_1 \cdot x_4$의 값을 각각 구하시오. [10점]
2027학년도 성신여자대학교 수리논술 모의고사 (3회)
자연계열 수리논술 3회 (지수·로그 역함수 대칭성 / 삼각함수 그래프와 대칭합 / 평균값 정리와 도함수 / 속도와 거리 해석)
시험시간 100분 배점 100점
문제 3 롤의 정리와 평균값 정리를 이용한 도함수 근의 추정 [총 25점]
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅱ-2. 도함수의 활용 (DB: CAL1_Ch02) PDF p.6 유제 6 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-02-06, 12미적Ⅰ-02-07]
[제시문]
(가) 함수 $f(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속이고 열린구간 $(a, b)$에서 미분가능할 때, $f(a) = f(b)$이면 $f'(c) = 0$인 $c$가 $(a, b)$에 적어도 하나 존재한다 (롤의 정리).

(나) 사차함수 $f(x) = x^4 - 8x^2 + 16 = (x^2 - 4)^2$이 주어져 있다.

(다) 양수 $t$에 대하여 닫힌구간 $[0, t]$에서 함수 $f(x)$에 평균값 정리를 적용할 때, $\dfrac{f(t) - f(0)}{t - 0} = f'(c)$를 만족시키는 양수 $c \in (0, t)$를 생각한다.
[3-1] 제시문 (나)의 함수 $f(x)$에 대하여 닫힌구간 $[-2, 2]$에서 롤의 정리를 만족시키는 모든 상수 $c \in (-2, 2)$의 값을 구하시오. [7점]
[3-2] 제시문 (다)에서 $t = 2\sqrt{2}$일 때 평균값 정리를 만족시키는 상수 $c \in (0, 2\sqrt{2})$의 값을 구하시오. [8점]
[3-3] 곡선 $y = f(x)$ 위의 두 극소점과 한 극대점을 세 꼭짓점으로 하는 삼각형의 넓이와 이 삼각형에 내접하는 원의 반지름의 길이를 각각 구하시오. [10점]
2027학년도 성신여자대학교 수리논술 모의고사 (3회)
자연계열 수리논술 3회 (지수·로그 역함수 대칭성 / 삼각함수 그래프와 대칭합 / 평균값 정리와 도함수 / 속도와 거리 해석)
시험시간 100분 배점 100점
문제 4 수직선 운동에서의 위치 변화량과 실제 움직인 거리 [총 25점]
[출처: 미래엔 미적분Ⅰ Ⅲ-2. 정적분의 활용 (DB: CAL1_Ch03) PDF p.6 유제 6 변형 | 성취기준: 12미적Ⅰ-03-05, 12미적Ⅰ-03-06]
[제시문]
(가) 수직선 위를 움직이는 점 $P$의 시각 $t$에서의 속도가 $v(t)$일 때, 시각 $t=a$에서 $t=b$까지 위치의 변화량은 $\int_a^b v(t)\,dt$이고 움직인 거리는 $\int_a^b |v(t)|\,dt$이다.

(나) 원점을 출발하여 수직선 위를 움직이는 점 $P$의 시각 $t$ ($0 \le t \le 5$)에서의 속도가
$$v(t) = -2t^2 + 8t$$이다.

(다) 시각 $t = k$ ($0 < k < 4$)에서 점 $P$의 가속도를 $a(k)$라 하자.
[4-1] 점 $P$가 출발 후 원점으로부터 가장 멀리 떨어져 있을 때의 시각과 그때의 위치를 구하시오. (단, $0 \le t \le 5$) [7점]
[4-2] 시각 $t = 0$에서 $t = 5$까지 점 $P$의 위치의 변화량과 실제로 움직인 총 거리를 각각 구하시오. [8점]
[4-3] 시각 $t = 0$에서 $t = k$ ($0 < k < 4$)까지 점 $P$가 움직인 거리가 $a(k) + \dfrac{32}{3}$와 같아지도록 하는 상수 $k$의 값을 구하시오. [10점]