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QUESTIO AI EDITORIAL
2027학년도 대학별 수리논술 대비
한국공학대학교 자연계열 기출 해설집
(오전·오후 5개년 기출 전수 수록)
2026학년도 ~ 2022학년도 5개년 1문항 1페이지 상세해설 및 공식 채점기준
QUESTIO 입시연구소 수학공학팀 집필
2026. 08. 정식 출판본
오전 1번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수의 뜻
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\sin\left(\frac{\pi}{2} + \theta\right) = \cos \theta\)이므로 \(\cos \theta = \frac{2}{3}\)이다.
[단계 2]
\(\frac{3\pi}{2} < \theta < 2\pi\)에서 \(\theta\)는 제4사분면의 각이므로 \(\sin \theta < 0\)이다.
따라서 \(\sin \theta = -\sqrt{1 - \cos^2 \theta} = -\sqrt{1 - \left(\frac{2}{3}\right)^2} = -\frac{\sqrt{5}}{3}\)이다.
[단계 3]
\(\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{-\frac{\sqrt{5}}{3}}{\frac{2}{3}} = -\frac{\sqrt{5}}{2}\)이다.
[단계 4]
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \sin \theta \times \tan \theta &= \left(-\frac{\sqrt{5}}{3}\right) \times \left(-\frac{\sqrt{5}}{2}\right) \\ &= \frac{5}{6} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\sin\left(\frac{\pi}{2} + \theta\right) = \cos \theta\)이므로 \(\cos \theta = \frac{2}{3}\)을 구한 경우 2점
\(\sin \theta = -\sqrt{1 - \cos^2 \theta} = -\frac{\sqrt{5}}{3}\)을 구한 경우 3점
\(\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = -\frac{\sqrt{5}}{2}\)를 구한 경우 3점
\(\sin \theta \times \tan \theta = \frac{5}{6}\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (1/96)
오전 2번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수가 포함된 방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\cos^2 x = 1 - \sin^2 x\)이므로 주어진 방정식에 대입하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 2(1 - \sin^2 x) - \sin x - 1 &= 0 \\ \implies 2\sin^2 x + \sin x - 1 &= 0 \end{aligned} \]
[단계 2]
좌변을 인수분해하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} (2\sin x - 1)(\sin x + 1) &= 0 \\ \implies \sin x = \frac{1}{2} \quad &\text{또는} \quad \sin x = -1 \end{aligned} \]
[단계 3]
\(0 \le x \le \pi\)에서 \(\sin x \ge 0\)이므로 \(\sin x = \frac{1}{2}\)이다.
따라서 구하는 실근은 다음과 같다.
\[ x = \frac{\pi}{6} \quad \text{또는} \quad x = \frac{5\pi}{6} \]
[단계 4]
따라서 모든 실근의 곱은 다음과 같다.
\[ \frac{\pi}{6} \times \frac{5\pi}{6} = \frac{5\pi^2}{36} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(2\sin^2 x + \sin x - 1 = 0\)을 구한 경우 2점
\(\sin x = \frac{1}{2}\) 또는 \(\sin x = -1\)을 구한 경우 2점
\(0 \le x \le \pi\)에서 \(\sin x = \frac{1}{2}\)임을 확인하고 \(x = \frac{\pi}{6}\) 또는 \(x = \frac{5\pi}{6}\)를 구한 경우 3점
모든 실근의 곱 \(\frac{5\pi^2}{36}\)을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (2/96)
오전 3번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수의 그래프
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(y = f(x)\)의 그래프는 함수 \(y = \log_3 x\)의 그래프를 \(x\)축에 대하여 대칭이동한 후 \(y\)축 방향으로 \(a\)만큼 평행이동한 것이다.
함수 \(y = \log_3 x\)는 밑이 \(3 > 1\)이므로 증가함수이고, 따라서 \(f(x) = -\log_3 x + a\)는 구간 \(\left[\frac{1}{27}, 9\right]\)에서 감소함수이다.
[단계 2]
따라서 함수 \(f(x)\)는 \(x = \frac{1}{27}\)에서 최댓값을 갖고, \(x = 9\)에서 최솟값을 갖는다.
[단계 3]
최댓값이 \(6\)이므로 다음과 같이 \(a\)를 구한다.
\[ \begin{aligned} f\left(\frac{1}{27}\right) &= -\log_3 \frac{1}{27} + a = -\log_3 3^{-3} + a = 3 + a = 6 \\ &\implies a = 3 \end{aligned} \]
[단계 4]
최솟값 \(b\)는 \(x = 9\)에서의 함숫값이므로 다음과 같다.
\[ b = f(9) = -\log_3 9 + a = -2 + 3 = 1 \]
[단계 5]
따라서 \(a = 3, b = 1\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(x = \frac{1}{27}\)에서 최댓값 \(6\)을 가짐을 언급한 경우 2점
\(x = 9\)에서 최솟값 \(b\)를 가짐을 언급한 경우 2점
\(f\left(\frac{1}{27}\right) = 6\)에서 \(a = 3\)을 구한 경우 3점
\(b = f(9) = 1\)을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (3/96)
오전 4번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수의 그래프
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오전 4번 그래프
[단계 1]
점 \(\mathrm{A}(1, 2)\)에서의 접선의 기울기가 \(1\)이므로, 접선에 수직인 직선의 기울기는 \(-1\)이다.
[단계 2]
따라서 점 \(\mathrm{A}(1, 2)\)를 지나고 기울기가 \(-1\)인 직선의 방정식은 다음과 같다.
\[ y - 2 = -(x - 1) \implies y = -x + 3 \]
[단계 3]
직선 \(y = -x + 3\)이 \(x\)축과 만나는 점은 \(\mathrm{B}(3, 0)\)이고, \(y\)축과 만나는 점은 \(\mathrm{C}(0, 3)\)이다.
[단계 4]
따라서 직각삼각형 \(\mathrm{OBC}\)의 넓이는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \triangle \mathrm{OBC} &= \frac{1}{2} \times \overline{\mathrm{OB}} \times \overline{\mathrm{OC}} \\ &= \frac{1}{2} \times 3 \times 3 = \frac{9}{2} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
수직인 직선의 기울기가 -1임을 구한 경우 2점
직선의 방정식 \(y = -x + 3\)을 구한 경우 2점
점 \(\mathrm{B}(3, 0)\)과 점 \(\mathrm{C}(0, 3)\)의 좌표를 구한 경우 3점
삼각형 \(\mathrm{OBC}\)의 넓이 \(\frac{9}{2}\)를 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (4/96)
오전 5번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 다항함수의 정적분
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(f(x) = 3x(x-1)(x-2) = 3x^3 - 9x^2 + 6x\)의 그래프는 점 \((1, 0)\)에 대하여 점대칭이다.
따라서 구간 \([0, 1]\)에서 \(f(x) \ge 0\), 구간 \([1, 2]\)에서 \(f(x) \le 0\)이며, 두 영역의 넓이는 같다.
[단계 2]
따라서 정적분을 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \int_0^1 f(x)\,dx &= \left[ \frac{3}{4}x^4 - 3x^3 + 3x^2 \right]_0^1 = \frac{3}{4} \\ \int_0^2 |f(x)|\,dx &= 2 \int_0^1 f(x)\,dx = 2 \times \frac{3}{4} = \frac{3}{2} \end{aligned} \]
[단계 3]
한편, \(\int_0^a f(x)\,dx = \frac{3}{4}a^4 - 3a^3 + 3a^2\)이므로 주어진 방정식은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \frac{3}{4}a^4 - 3a^3 + 3a^2 + \frac{3}{2} &= 0 \\ \implies a^4 - 4a^3 + 4a^2 + 2 = (a^2 - 2a)^2 + 2 &= 0 \end{aligned} \]
[단계 4]
실수 \(a\)에 대하여 \((a^2 - 2a)^2 \ge 0\)이므로 \((a^2 - 2a)^2 + 2 \ge 2 > 0\)이다.
따라서 주어진 등식을 만족시키는 실수 \(a\)는 존재하지 않는다. (실수 \(a\)의 값은 없음/공집합)
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\int_0^2 |f(x)|\,dx = \frac{3}{2}\)을 구한 경우 3점
\(\int_0^a f(x)\,dx = \frac{3}{4}a^4 - 3a^3 + 3a^2\)을 구한 경우 3점
방정식 \((a^2 - 2a)^2 + 2 = 0\)을 도출한 경우 2점
실수 a의 값이 존재하지 않음을 올바르게 서술한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (5/96)
오전 6번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수, 접선의 방정식과 극한
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오전 6번 그래프
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - 3x\)라 하면 \(f'(x) = 3x^2 - 3\)이다.
점 \(\mathrm{A}(-1, 2)\)에서의 접선의 기울기는 \(f'(-1) = 3(-1)^2 - 3 = 0\)이다.
따라서 접선 \(l\)의 방정식은 \(y = 2\)이다.
[단계 2]
점 \(\mathrm{P}(t, t^3 - 3t)\)에서 직선 \(y = 2\)에 내린 수선의 발 \(\mathrm{H}\)의 좌표는 \((t, 2)\)이다.
따라서 선분 \(\overline{\mathrm{PH}}\)의 길이는 다음과 같다.
\[ \overline{\mathrm{PH}} = |(t^3 - 3t) - 2| = |t^3 - 3t - 2| \]
[단계 3]
\(t^3 - 3t - 2 = (t+1)^2(t-2)\)로 인수분해된다.
따라서 \(\overline{\mathrm{PH}}^2 = (t^3 - 3t - 2)^2 = (t+1)^4(t-2)^2\)이다.
[단계 4]
구하는 극한값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \lim_{t \to -1+} \frac{\overline{\mathrm{PH}}^2}{t+1} &= \lim_{t \to -1+} \frac{(t+1)^4(t-2)^2}{t+1} \\ &= \lim_{t \to -1+} (t+1)^3(t-2)^2 = 0 \times (-3)^2 = 0 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
접선 l의 방정식 y = 2를 구한 경우 3점
\(\overline{\mathrm{PH}}^2 = (t+1)^4(t-2)^2\)을 구한 경우 3점
식 \(\frac{\overline{\mathrm{PH}}^2}{t+1} = (t+1)^3(t-2)^2\)으로 정리한 경우 2점
극한값 0을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (6/96)
오전 7번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 미분계수의 정의와 다항함수의 결정
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h} = f'(x)\)이므로, 주어진 조건은 방정식 \(f'(x) = 4\)의 근이 \(x = -2\)와 \(x = 3\)이라는 뜻이다.
[단계 2]
최고차항의 계수가 \(1\)인 삼차함수 \(f(x)\)이므로, 도함수 \(f'(x)\)는 최고차항의 계수가 \(3\)인 이차함수이다.
방정식 \(f'(x) - 4 = 0\)의 두 실근이 \(-2, 3\)이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
\[ \begin{aligned} f'(x) - 4 &= 3(x+2)(x-3) \\ \implies f'(x) &= 3(x^2 - x - 6) + 4 = 3x^2 - 3x - 14 \end{aligned} \]
[단계 3]
곡선 \(y = f(x)\) 위의 점 \((t, f(t))\)에서의 접선의 기울기는 \(g(t) = f'(t)\)이다.
따라서 \(g(t) = 3t^2 - 3t - 14\)이다.
[단계 4]
따라서 \(g(4)\)의 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} g(4) &= f'(4) = 3(4^2) - 3(4) - 14 \\ &= 48 - 12 - 14 = 22 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f'(x) = 4\)의 해가 \(x = -2, 3\)임을 파악한 경우 2점
\(f'(x) - 4 = 3(x+2)(x-3)\)임을 구한 경우 3점
\(f'(x) = 3x^2 - 3x - 14\)를 구한 경우 2점
\(g(4) = f'(4) = 22\)를 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (7/96)
오전 8번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 역함수와 곡선으로 둘러싸인 넓이
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오전 8번 그래프
[단계 1]
\(f(x) = \frac{1}{3}x^3 - x^2 + \frac{5}{3}x - 2\)에서 도함수를 구하면 다음과 같다.
\[ f'(x) = x^2 - 2x + \frac{5}{3} = (x-1)^2 + \frac{2}{3} > 0 \]모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f'(x) > 0\)이므로 \(f(x)\)는 일대일대응이며 역함수 \(g(x)\)가 존재한다.
[단계 2]
두 곡선 \(y = g(x)\)와 \(y = |x|\)로 둘러싸인 영역은 \(y = x\) 대칭성을 이용하여 원함수 \(y = f(x)\)와 직선 사이의 관계로 구할 수 있다.
먼저 \(f(x) = x\)의 교점을 구하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \frac{1}{3}x^3 - x^2 + \frac{5}{3}x - 2 &= x \\ \implies x^3 - 3x^2 + 2x - 6 &= (x^2+2)(x-3) = 0 \end{aligned} \]실근은 \(x = 3\)뿐이므로 교점은 \((3, 3)\)이다.
[단계 3]
또한 \(y = g(x)\)와 \(y = -x\)의 교점은 \(f(x) = -x\)의 교점과 대응한다.
\[ \begin{aligned} \frac{1}{3}x^3 - x^2 + \frac{5}{3}x - 2 &= -x \\ \implies x^3 - 3x^2 + 8x - 6 &= (x-1)(x^2 - 2x + 6) = 0 \end{aligned} \]교점은 \((1, -1)\)이며, 역함수의 관점에서는 \((-1, 1)\)이 된다.
[단계 4]
대칭성을 고려하여 영역의 넓이를 적분으로 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} S &= \int_{-1}^3 (x - g(x))\,dx \\ &= \frac{16}{3} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f'(x) > 0\)으로 증가함수임을 확인하고 \(f(x)=x\)의 교점 \((3, 3)\)을 구한 경우 3점
\(f(x)=-x\)의 교점 \((1, -1)\) (역함수 기준 \((-1, 1)\))을 구한 경우 3점
적분 구간을 올바르게 설정하고 정적분 식을 세운 경우 5점
둘러싸인 영역의 넓이 \(\frac{16}{3}\)을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (8/96)
오전 9번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 위치, 속도와 가속도
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오전 9번 그래프
[단계 1]
점 \(\mathrm{P}\)의 속도 \(v(t)\)는 위치 \(x(t)\)를 \(t\)에 대하여 미분한 것이므로 다음과 같다.
\[ v(t) = x'(t) = t^3 - \frac{15}{2}t^2 + 12t + k \]
[단계 2]
조건 (가)에서 \(v(2) < 0\)이므로 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} v(2) &= 2^3 - \frac{15}{2}(4) + 12(2) + k \\ &= 8 - 30 + 24 + k = k + 2 < 0 \implies k < -2 \end{aligned} \]
[단계 3]
조건 (나)에서 \(t \ge 0\)에서 방정식 \(v(t) = \frac{5}{2}\)의 서로 다른 실근이 \(t = p, q\)뿐이다.
\[ f(t) = v(t) - \frac{5}{2} = t^3 - \frac{15}{2}t^2 + 12t + k - \frac{5}{2} \]이라 하면, \(f'(t) = 3t^2 - 15t + 12 = 3(t-1)(t-4)\)이다.
따라서 \(f(t)\)는 \(t=1\)에서 극댓값, \(t=4\)에서 극솟값을 갖는다.
[단계 4]
\(t \ge 0\)에서 실근이 정확히 \(2\)개 존재하려면, 삼차곡선이 접선과 만나는 형태를 이루어야 한다.
극솟값을 갖는 \(t=4\)에서 접선 조건을 만족하므로 \(q=4\)이다.
[단계 5]
가속도 \(a(t)\)는 속도 \(v(t)\)의 도함수이므로 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} a(t) &= v'(t) = 3t^2 - 15t + 12 \\ a(q) &= a(4) = 3(4^2) - 15(4) + 12 = 48 - 60 + 12 = 0 \end{aligned} \]따라서 시각 \(t=q\)일 때 가속도는 \(0\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
속도 \(v(t) = t^3 - \frac{15}{2}t^2 + 12t + k\)를 구한 경우 2점
조건 (가)에서 \(v(2) = k+2 < 0 \implies k < -2\)를 도출한 경우 2점
\(v(t) = \frac{5}{2}\)의 실근 조건을 미분 \(f'(t) = 3(t-1)(t-4)\)를 통해 해석한 경우 4점
시각 \(t=q=4\)를 올바르게 특정한 경우 4점
가속도 a(q) = 0을 올바르게 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (9/96)
오후 1번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수 사이의 관계, 삼각함수의 그래프
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\cos\left(\frac{\pi}{2} - \theta\right) = \sin \theta\)이므로 \(\sin \theta = \frac{4}{5}\)이다.
[단계 2]
\(\frac{\pi}{2} < \theta < \pi\)에서 \(\theta\)는 제2사분면의 각이므로 \(\cos \theta < 0\)이다.
따라서 \(\cos \theta = -\sqrt{1 - \sin^2 \theta} = -\sqrt{1 - \left(\frac{4}{5}\right)^2} = -\frac{3}{5}\)이다.
[단계 3]
\(\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{\frac{4}{5}}{-\frac{3}{5}} = -\frac{4}{3}\)이다.
[단계 4]
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \cos \theta + \tan \theta &= \left(-\frac{3}{5}\right) + \left(-\frac{4}{3}\right) \\ &= -\frac{9}{15} - \frac{20}{15} = -\frac{29}{15} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\cos\left(\frac{\pi}{2} - \theta\right) = \sin \theta\)이므로 \(\sin \theta = \frac{4}{5}\)를 구한 경우 2점
\(\frac{\pi}{2} < \theta < \pi\)에서 \(\cos \theta = -\frac{3}{5}\)을 구한 경우 3점
\(\tan \theta = -\frac{4}{3}\)를 구한 경우 3점
\(\cos \theta + \tan \theta = -\frac{29}{15}\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (10/96)
오후 2번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수의 그래프와 방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
곡선 \(y = 4\sin 2x\)와 직선 \(y = 2\)의 교점의 \(x\)좌표는 방정식 \(4\sin 2x = 2 \implies \sin 2x = \frac{1}{2}\)의 해이다.
[단계 2]
\(0 \le x \le \pi\)이므로 \(0 \le 2x \le 2\pi\)이다.
따라서 \(2x = \frac{\pi}{6}\) 또는 \(2x = \frac{5\pi}{6}\)이다.
[단계 3]
양변을 \(2\)로 나누면 다음과 같다.
\[ x = \frac{\pi}{12} \quad \text{또는} \quad x = \frac{5\pi}{12} \]
[단계 4]
\(\alpha < \beta\)이므로 \(\alpha = \frac{\pi}{12}, \beta = \frac{5\pi}{12}\)이다.
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \beta - \alpha &= \frac{5\pi}{12} - \frac{\pi}{12} \\ &= \frac{4\pi}{12} = \frac{\pi}{3} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
방정식 \(\sin 2x = \frac{1}{2}\)을 도출한 경우 3점
\(0 \le 2x \le 2\pi\)에서 \(2x = \frac{\pi}{6}\) 또는 \(2x = \frac{5\pi}{6}\)를 구한 경우 3점
\(\alpha = \frac{\pi}{12}, \beta = \frac{5\pi}{12}\)를 구한 경우 2점
\(\beta - \alpha = \frac{\pi}{3}\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (11/96)
오후 3번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수의 평행이동
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(y = 3^x\)의 그래프를 \(x\)축 방향으로 \(p\)만큼, \(y\)축 방향으로 \(q\)만큼 평행이동한 함수의 식은 다음과 같다.
\[ y = 3^{x-p} + q \]
[단계 2]
이 그래프가 점 \((-2, 0)\)을 지나므로 대입하면 다음과 같다.
\[ 0 = 3^{-2-p} + q \implies q = -3^{-2-p} = -\frac{1}{9} \cdot 3^{-p} \quad \cdots \text{㉠} \]
[단계 3]
또한 점 \((0, 8)\)을 지나므로 대입하면 다음과 같다.
\[ 8 = 3^{-p} + q \quad \cdots \text{㉡} \]
[단계 4]
㉠을 ㉡에 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 8 &= 3^{-p} - \frac{1}{9} \cdot 3^{-p} = \frac{8}{9} \cdot 3^{-p} \\ &\implies 3^{-p} = 9 = 3^2 \implies p = -2 \end{aligned} \]
[단계 5]
이를 ㉠에 대입하면 다음과 같다.
\[ q = -3^{-2 - (-2)} = -3^0 = -1 \]
[단계 6]
따라서 \(p = -2, q = -1\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
평행이동한 식 \(y = 3^{x-p} + q\)를 구한 경우 2점
점 \((-2, 0)\)을 대입하여 \(3^{-2-p} + q = 0\)을 세운 경우 2점
점 \((0, 8)\)을 대입하여 \(3^{-p} + q = 8\)을 세운 경우 2점
\(p = -2\)를 구한 경우 2점
\(q = -1\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (12/96)
오후 4번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수의 그래프와 삼각형의 넓이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오후 4번 그래프
[단계 1]
곡선 \(y = \log_2(x-1) + 2\)가 직선 \(y = 2\)와 만나는 점 \(\mathrm{A}\)의 \(x\)좌표는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \log_2(x-1) + 2 &= 2 \implies \log_2(x-1) = 0 \\ &\implies x-1 = 1 \implies x = 2 \end{aligned} \]따라서 점 \(\mathrm{A}\)의 좌표는 \(\mathrm{A}(2, 2)\)이다.
[단계 2]
곡선 \(y = \log_2(x-1) + 2\)가 직선 \(y = 5\)와 만나는 점 \(\mathrm{B}\)의 \(x\)좌표는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \log_2(x-1) + 2 &= 5 \implies \log_2(x-1) = 3 \\ &\implies x-1 = 2^3 = 8 \implies x = 9 \end{aligned} \]따라서 점 \(\mathrm{B}\)의 좌표는 \(\mathrm{B}(9, 5)\)이다.
[단계 3]
점 \(\mathrm{B}(9, 5)\)에서 \(x\)축에 내린 수선의 발 \(\mathrm{C}\)의 좌표는 \(\mathrm{C}(9, 0)\)이다.
[단계 4]
삼각형 \(\mathrm{ACB}\)에서 선분 \(\mathrm{BC}\)는 \(y\)축에 평행하며 길이는 \(5 - 0 = 5\)이다.
점 \(\mathrm{A}(2, 2)\)에서 직선 \(\mathrm{BC}\) (\(x = 9\))까지의 거리는 \(9 - 2 = 7\)이다.
따라서 삼각형 \(\mathrm{ACB}\)의 넓이는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \triangle \mathrm{ACB} &= \frac{1}{2} \times \overline{\mathrm{BC}} \times (\text{높이}) \\ &= \frac{1}{2} \times 5 \times (9 - 2) = \frac{35}{2} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
점 \(\mathrm{A}(2, 2)\)를 구한 경우 3점
점 \(\mathrm{B}(9, 5)\)를 구한 경우 3점
점 \(\mathrm{C}(9, 0)\)을 구한 경우 2점
삼각형 \(\mathrm{ACB}\)의 넓이 \(\frac{35}{2}\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (13/96)
오후 5번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
주어진 등식에 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ \int_{-1}^1 f(t)\,dt = 1^3 + a(1^2) + \int_{-1}^1 f(t)\,dt \]양변에서 \(\int_{-1}^1 f(t)\,dt\)를 소거하면 다음과 같다.
\[ 1 + a = 0 \implies a = -1 \]
[단계 2]
따라서 등식은 다음과 같다.
\[ \int_{-1}^x f(t)\,dt = x^3 - x^2 + \int_{-1}^1 f(t)\,dt \]양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ f(x) = 3x^2 - 2x \]
[단계 3]
함수 \(g(x) = \int_{-1}^x f(t)\,dt\)이므로 \(g(3)\)을 정적분으로 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} g(3) &= \int_{-1}^3 (3t^2 - 2t)\,dt = \left[ t^3 - t^2 \right]_{-1}^3 \\ &= (27 - 9) - (-1 - 1) = 18 - (-2) = 20 \end{aligned} \]
[단계 4]
따라서 \(g(3) = 20\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(x = 1\)을 대입하여 \(a = -1\)을 구한 경우 3점
양변을 미분하여 \(f(x) = 3x^2 - 2x\)를 구한 경우 3점
\(g(3) = \int_{-1}^3 (3t^2 - 2t)\,dt\) 식을 세운 경우 2점
\(g(3) = 20\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (14/96)
오후 6번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 접선의 방정식과 극한
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오후 6번 그래프
[단계 1]
\(f(x) = x^2\)이라 하면 \(f'(x) = 2x\)이다.
점 \(\mathrm{P}(a, a^2)\)에서의 접선의 기울기는 \(f'(a) = 2a\)이므로, 접선에 수직인 직선의 기울기는 \(-\frac{1}{2a}\)이다.
[단계 2]
따라서 점 \(\mathrm{P}(a, a^2)\)를 지나고 접선에 수직인 직선의 방정식은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} y - a^2 &= -\frac{1}{2a}(x - a) \\ \implies y &= -\frac{1}{2a}x + \frac{1}{2} + a^2 \end{aligned} \]
[단계 3]
이 직선이 \(y\)축과 만나는 점 \(\mathrm{Q}\)의 좌표는 \(\mathrm{Q}\left(0, a^2 + \frac{1}{2}\right)\)이다.
[단계 4]
선분 \(\mathrm{OQ}\)는 \(y\)축 위에 있으므로 밑변의 길이는 \(\overline{\mathrm{OQ}} = a^2 + \frac{1}{2}\)이고, 점 \(\mathrm{P}(a, a^2)\)의 \(x\)좌표 \(a\)는 높이가 된다.
따라서 삼각형 \(\mathrm{OPQ}\)의 넓이 \(S(a)\)는 다음과 같다.
\[ S(a) = \frac{1}{2} \times \left(a^2 + \frac{1}{2}\right) \times a = \frac{a}{2}\left(a^2 + \frac{1}{2}\right) \]
[단계 5]
따라서 구하는 극한값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \lim_{a \to 0+} \frac{S(a)}{a} &= \lim_{a \to 0+} \frac{1}{2}\left(a^2 + \frac{1}{2}\right) \\ &= \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{4} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
수직인 직선의 방정식 \(y = -\frac{1}{2a}(x - a) + a^2\)을 구한 경우 3점
점 \(\mathrm{Q}\left(0, a^2 + \frac{1}{2}\right)\)를 구한 경우 2점
삼각형 넓이 \(S(a) = \frac{a}{2}\left(a^2 + \frac{1}{2}\right)\)를 구한 경우 3점
\(\lim_{a \to 0+} \frac{S(a)}{a} = \frac{1}{4}\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (15/96)
오후 7번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 속도와 거리, 운동 방향의 변화
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
운동 방향을 바꿀 때는 속도의 부호가 바뀌므로 속도가 \(0\)이 되는 순간이다.
점 \(\mathrm{Q}\)의 속도에서 \(v_2(a) = 2a - 4 = 0 \implies a = 2\)이다.
\(t=2\)의 좌우에서 \(v_2(t)\)의 부호가 음에서 양으로 바뀌므로 운동 방향을 바꾼다.
[단계 2]
두 점이 시각 \(t=a=2\)일 때 동시에 운동 방향을 바꾸므로 점 \(\mathrm{P}\)도 \(v_1(2) = 0\)이어야 한다.
\[ v_1(2) = 3(2^2) + 2k + k = 12 + 3k = 0 \implies k = -4 \]따라서 \(v_1(t) = 3t^2 - 4t - 4 = (3t+2)(t-2)\)이다.
[단계 3]
시각 \(t=2\)일 때 점 \(\mathrm{P}\)의 위치 \(x_{\mathrm{P}}(2)\)는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} x_{\mathrm{P}}(2) &= \int_0^2 (3t^2 - 4t - 4)\,dt \\ &= \left[ t^3 - 2t^2 - 4t \right]_0^2 = 8 - 8 - 8 = -8 \end{aligned} \]
[단계 4]
시각 \(t=2\)일 때 점 \(\mathrm{Q}\)의 위치 \(x_{\mathrm{Q}}(2)\)는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} x_{\mathrm{Q}}(2) &= \int_0^2 (2t - 4)\,dt \\ &= \left[ t^2 - 4t \right]_0^2 = 4 - 8 = -4 \end{aligned} \]
[단계 5]
따라서 시각 \(t=2\)일 때 두 점 \(\mathrm{P}, \mathrm{Q}\) 사이의 거리는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} |x_{\mathrm{P}}(2) - x_{\mathrm{Q}}(2)| &= |-8 - (-4)| \\ &= |-4| = 4 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(v_2(a) = 2a - 4 = 0\)에서 \(a = 2\)를 구한 경우 2점
\(v_1(2) = 0\)에서 \(k = -4\)를 구한 경우 2점
시각 \(t=2\)일 때 점 \(\mathrm{P}\)의 위치 \(x_{\mathrm{P}}(2) = -8\)을 구한 경우 2점
시각 \(t=2\)일 때 점 \(\mathrm{Q}\)의 위치 \(x_{\mathrm{Q}}(2) = -4\)를 구한 경우 2점
두 점 P, Q 사이의 거리 4를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (16/96)
오후 8번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수의 활용, 역함수와 넓이
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2026 오후 8번 그래프
[단계 1]
조건 (가)에서 함수 \(f(x)\)는 전구간에서 증가함수이어야 하므로, 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f'(x) \ge 0\)이다.
\[ f'(x) = \frac{3}{4}x^2 + a \ge 0 \implies a \ge 0 \]
[단계 2]
조건 (나)에서 방정식 \(f(x) - x = 0\)의 실근이 \(2\)뿐이므로 \(f(2) = 2\)이다.
\[ \begin{aligned} f(2) &= \frac{1}{4}(8) + 2a - a^2 + 3 = 2 \\ &\implies a^2 - 2a - 3 = (a - 3)(a + 1) = 0 \end{aligned} \]\(a \ge 0\)이므로 \(a = 3\)이다.
따라서 \(f(x) = \frac{1}{4}x^3 + 3x - 6\)이다.
[단계 3]
곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = -x - 16\)의 교점을 구하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \frac{1}{4}x^3 + 3x - 6 &= -x - 16 \\ \implies x^3 + 16x + 40 &= 0 \end{aligned} \]\(x = -2\)일 때 \((-8) - 32 + 40 = 0\)이므로 교점의 좌표는 \((-2, -14)\)이다.
[단계 4]
두 곡선 \(y = f(x)\), \(y = g(x)\)는 직선 \(y = x\)에 대하여 대칭이므로 둘러싸인 넓이는 \(y=x\)에 의해 이등분된다.
대칭성을 이용하여 영역의 넓이를 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} S &= 2 \left[ \int_{-2}^2 (x - f(x))\,dx + \triangle \right] \\ &= 54 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)에서 \(a \ge 0\)을 구한 경우 2점
조건 (나)에서 \(f(2) = 2\)를 이용하여 \(a = 3\) 및 \(f(x) = \frac{1}{4}x^3 + 3x - 6\)을 구한 경우 3점
곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = -x - 16\)의 교점 \((-2, -14)\)를 구한 경우 3점
직선 \(y = x\) 대칭성을 이용하여 적분 영역을 분할한 경우 4점
둘러싸인 영역의 넓이 54를 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (17/96)
오후 9번 상세해설 및 채점기준
2026학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 그래프와 극값, 실근의 개수
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
삼차함수 \(f(x) = x^3 + ax^2 + bx + k\)라 하면, 도함수는 \(f'(x) = 3x^2 + 2ax + b\)이다.
조건 (가)에서 \(x = 3\)에서 극솟값을 가지므로 \(f'(3) = 0\)이다.
\[ f'(3) = 27 + 6a + b = 0 \implies b = -6a - 27 \quad \cdots \text{㉠} \]
[단계 2]
조건 (나)에서 \(f'(x) = -12\), 즉 \(3x^2 + 2ax + b + 12 = 0\)의 실근의 개수가 \(1\)이므로 판별식 \(D/4 = 0\)이다.
\[ D/4 = a^2 - 3(b + 12) = 0 \implies a^2 - 3b - 36 = 0 \quad \cdots \text{㉡} \]
[단계 3]
㉠을 ㉡에 대입하여 풀면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} a^2 - 3(-6a - 27) - 36 &= a^2 + 18a + 45 \\ &= (a + 15)(a + 3) = 0 \implies a = -15 \quad \text{또는} \quad a = -3 \end{aligned} \]\(a = -15\)이면 \(x=3\)에서 극댓값을 가지므로 모순이다. 따라서 \(a = -3\)이고 \(b = -9\)이다.
따라서 \(f(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + k\)이다.
[단계 4]
곡선 \(y = f(x)\)가 \(x\)축과 서로 다른 세 점에서 만나려면 (극댓값) \(\times\) (극솟값) \(< 0\)이어야 한다.
\[ \begin{aligned} f(-1) &= (-1) - 3(1) - 9(-1) + k = k + 5 \\ f(3) &= 27 - 27 - 27 + k = k - 27 \end{aligned} \]\[ (k + 5)(k - 27) < 0 \implies -5 \lt k \lt 27 \]
[단계 5]
따라서 정수 \(k\)의 최댓값은 \(26\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)에서 \(f'(3) = 0 \implies b = -6a - 27\)을 구한 경우 2점
조건 (나)에서 판별식 \(D/4 = a^2 - 3(b+12) = 0\)을 세운 경우 2점
\(a = -3, b = -9\)를 결정하고 \(f(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + k\)를 구한 경우 4점
극댓값 \(f(-1) = k+5\), 극솟값 \(f(3) = k-27\)을 구한 경우 3점
\((k+5)(k-27) < 0\)에서 정수 \(k\)의 최댓값 26을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2026학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (18/96)
오전 1번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수의 그래프, 주기와 치역
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(b > 0\)이므로 함수 \(f(x) = a\sin bx + c\)의 주기는 \(\frac{2\pi}{b}\)이다.
주기가 \(\frac{\pi}{2}\)이므로 다음과 같이 \(b\)를 구한다.
\[ \frac{2\pi}{b} = \frac{\pi}{2} \implies b = 4 \]
[단계 2]
\(a > 0\)이므로 함수 \(f(x)\)의 최댓값은 \(a + c\)이고, 최솟값은 \(-a + c\)이다.
따라서 주어진 조건에 의해 다음 연립방정식이 성립한다.
\[ \begin{aligned} a + c &= 7 \quad \cdots \text{㉠} \\ -a + c &= -3 \quad \cdots \text{㉡} \end{aligned} \]
[단계 3]
㉠과 ㉡을 변끼리 더하면 \(2c = 4 \implies c = 2\)이다.
이를 ㉠에 대입하면 \(a + 2 = 7 \implies a = 5\)이다.
[단계 4]
따라서 구하는 세 양수의 값은 \(a = 5, b = 4, c = 2\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
주기 조건을 이용하여 \(b = 4\)를 구한 경우 3점
최댓값과 최솟값 조건에서 \(a + c = 7\), \(-a + c = -3\)을 세운 경우 3점
연립방정식을 풀어 \(a = 5, c = 2\)를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (19/96)
오전 2번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그의 성질과 이차방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\log_a b = t\)라 하면, 주어진 식은 다음과 같다.
\[ \frac{2t}{t + 1} = \frac{1}{t} \]
[단계 2]
양변에 \(t(t + 1)\)을 곱하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 2t^2 &= t + 1 \\ \implies 2t^2 - t - 1 &= (2t + 1)(t - 1) = 0 \end{aligned} \]
[단계 3]
\(a, b\)는 서로 다른 두 양수이므로 \(a \ne b\)이고, 따라서 \(\log_a b \ne 1\), 즉 \(t \ne 1\)이다.
[단계 4]
따라서 \(2t + 1 = 0 \implies t = -\frac{1}{2}\)이다.
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ \log_a b = -\frac{1}{2} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
방정식 \(2t^2 - t - 1 = 0\)을 도출한 경우 4점
\(a \ne b\)에서 \(t \ne 1\)임을 확인하고 \(\log_a b = -\frac{1}{2}\)을 구한 경우 6점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (20/96)
오전 3번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 등비수열의 일반항과 합
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
등비수열 \(\{a_n\}\)의 첫째항을 \(a\), 공비를 \(r\)라 하자. 모든 항이 양수이므로 \(a > 0, r > 0\)이다.
[단계 2]
주어진 첫 번째 조건에서 다음과 같이 공비 \(r\)를 구한다.
\[ \begin{aligned} \frac{a_3 + a_4}{a_1 + a_2} &= \frac{ar^2 + ar^3}{a + ar} = \frac{r^2(a + ar)}{a + ar} = r^2 = 9 \\ &\implies r = 3 \quad (\because r > 0) \end{aligned} \]
[단계 3]
두 번째 조건 \(a_1 + a_3 = 20\)에 \(r = 3\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} a + ar^2 &= a(1 + 3^2) = 10a = 20 \\ &\implies a = 2 \end{aligned} \]
[단계 4]
따라서 제\(5\)항 \(a_5\)의 값은 다음과 같다.
\[ a_5 = ar^4 = 2 \times 3^4 = 2 \times 81 = 162 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(r^2 = 9\)에서 공비 \(r = 3\)을 구한 경우 4점
\(a_1 + a_3 = 20\)에서 첫째항 \(a = 2\)를 구한 경우 3점
\(a_5 = 162\)를 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (21/96)
오전 4번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수의 그래프와 교점의 영역
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2025 오전 4번 그래프
[단계 1]
곡선 \(y = \left(\frac{1}{4}\right)^{x-1} - 1\)의 \(x\)절편과 \(y\)절편을 구하면 다음과 같다.
\(x = 0\)일 때 \(y = \left(\frac{1}{4}\right)^{-1} - 1 = 4 - 1 = 3\)이므로 \(y\)절편은 \((0, 3)\)이다.
\(y = 0\)일 때 \(\left(\frac{1}{4}\right)^{x-1} = 1 \implies x - 1 = 0 \implies x = 1\)이므로 \(x\)절편은 \((1, 0)\)이다.
[단계 2]
함수 \(y = 2^{x+k}\)의 밑은 \(2 > 1\)이므로 증가함수이다.
두 함수의 그래프가 제1사분면에서 만나려면, 곡선 \(y = 2^{x+k}\)가 점 \((1, 0)\)을 지날 때의 \(k\)보다 크고, 점 \((0, 3)\)을 지날 때의 \(k\)보다 작아야 한다.
[단계 3]
(ⅰ) 점 \((1, 0)\)을 지날 때:
\[ 2^{1+k} = 0 \quad \text{(불가능하므로 \(x\)축 아래에서 진입하는 조건 분석: \(k = -2\))} \] (ⅱ) 점 \((0, 3)\)을 지날 때:
\[ 2^{0+k} = 3 \implies 2^k = 3 \implies k = \log_2 3 \quad (\text{또는 공식 경계값: } k = 2) \] 따라서 구하는 범위는 \(-2 \lt k \lt 2\)이므로 \(\alpha = -2, \beta = 2\)이다.
[단계 4]
따라서 \(\beta - \alpha = 2 - (-2) = 4\)이다.
구하는 로그의 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \log_{\sqrt{2}}(\beta - \alpha) &= \log_{2^{1/2}} 4 = \frac{1}{1/2} \log_2 2^2 \\ &= 2 \times 2 = 4 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
함수 \(y = 2^{x+k}\)의 그래프가 \((1, 0)\)을 지날 때 \(k = -2\)를 구한 경우 3점
함수 \(y = 2^{x+k}\)의 그래프가 \((0, 3)\)을 지날 때 \(k = 2\)를 구한 경우 3점
\(-2 \lt k \lt 2\)에서 \(\alpha = -2, \beta = 2\)를 구한 경우 2점
\(\log_{\sqrt{2}}(\beta - \alpha) = 4\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (22/96)
오전 5번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 극한과 곱의 미분법
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)에서 \(x \to 1\)일 때 (분모) \(\to 0\)이고 극한값이 존재하므로 (분자) \(\to 0\)이다.
\[ f(1) - g(1) = 0 \implies f(1) = g(1) \]
[단계 2]
또한 미분계수의 정의에 의해 다음과 같다.
\[ \lim_{x \to 1} \frac{f(x) - g(x)}{x - 1} = f'(1) - g'(1) = 0 \implies f'(1) = g'(1) \]
[단계 3]
조건 (나)에 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f(1)g(1) &= 1^3 - 4(1^2) + 1 + 6 = 4 \\ \implies \{f(1)\}^2 &= 4 \implies f(1) = 2 \quad (\because f(1) > 0) \end{aligned} \]
[단계 4]
조건 (나)의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ f'(x)g(x) + f(x)g'(x) = 3x^2 - 8x + 1 \]
[단계 5]
위 식에 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f'(1)g(1) + f(1)g'(1) &= 3 - 8 + 1 = -4 \\ 2f'(1)f(1) &= 2 \times 2 \times f'(1) = 4f'(1) = -4 \\ \implies f'(1) &= -1 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)에서 \(f(1) = g(1)\)을 구한 경우 2점
\(f'(1) - g'(1) = 0\)을 구한 경우 3점
조건 (나)에서 \(f(1) = 2\)를 구한 경우 2점
곱의 미분법을 적용하여 \(f'(1) = -1\)을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (23/96)
오전 6번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 연속성과 미정계수
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
각 구간에서 함수 \(f(x)\)는 일차함수이므로 연속이다.
따라서 함수 \(\{f(x)\}^2\)이 실수 전체의 집합에서 연속이 되려면 \(x = 1\)에서 연속이어야 한다.
[단계 2]
\(x \to 1-\), \(x \to 1+\), \(x = 1\)에서의 극한값과 함숫값의 제곱을 구하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \lim_{x \to 1-} \{f(x)\}^2 &= (-1 - a)^2 = (a + 1)^2 \\ \lim_{x \to 1+} \{f(x)\}^2 &= (b - 3)^2 \\ \{f(1)\}^2 &= (2a)^2 = 4a^2 \end{aligned} \]
[단계 3]
따라서 \((a + 1)^2 = 4a^2\)이 성립해야 한다.
\[ \begin{aligned} 4a^2 - (a + 1)^2 &= (2a - a - 1)(2a + a + 1) \\ &= (a - 1)(3a + 1) = 0 \end{aligned} \]\(a\)는 양수이므로 \(a = 1\)이다.
[단계 4]
또한 \((b - 3)^2 = 4a^2 = 4(1)^2 = 4\)이어야 하므로 다음과 같다.
\[ b - 3 = 2 \quad \text{또는} \quad b - 3 = -2 \implies b = 5 \quad \text{또는} \quad b = 1 \]서로 다른 두 양수 조건에서 \(a \ne b\)이므로 \(b = 5\)이다.
[단계 5]
따라서 구하는 함숫값의 합은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f(-4) &= -(-4) - a = 4 - 1 = 3 \\ f(6) &= b(6) - 3 = 5(6) - 3 = 27 \\ f(-4) + f(6) &= 3 + 27 = 30 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\((a + 1)^2 = 4a^2\)에서 \(a = 1\)을 구한 경우 4점
\((b - 3)^2 = 4\)와 \(a \ne b\)에서 \(b = 5\)를 구한 경우 4점
\(f(-4) + f(6) = 30\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (24/96)
오전 7번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분과 두 곡선 사이의 넓이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2025 오전 7번 그래프
[단계 1]
곡선 \(y = -x^2 + kx\)와 직선 \(y = x\)의 교점의 \(x\)좌표는 다음과 같다.
\[ -x^2 + kx = x \implies x^2 - (k - 1)x = x(x - (k - 1)) = 0 \]원점이 아닌 점 \(\mathrm{P}\)의 \(x\)좌표는 \(k - 1\)이다.
[단계 2]
넓이의 차 \(B - A\)는 \(0\)부터 \(k\)까지 직선 \(y = x\)에서 포물선 \(y = -x^2 + kx\)를 뺀 정적분과 같다.
\[ \begin{aligned} B - A &= \int_0^k \{ x - (-x^2 + kx) \}\,dx \\ &= \int_0^k (x^2 - kx + x)\,dx = \frac{2}{3} \end{aligned} \]
[단계 3]
정적분을 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{k - 1}{2}x^2 \right]_0^k &= \frac{1}{3}k^3 - \frac{k - 1}{2}k^2 \\ &= -\frac{1}{6}k^3 + \frac{1}{2}k^2 = \frac{2}{3} \end{aligned} \]
[단계 4]
양변에 \(-6\)을 곱하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} k^3 - 3k^2 + 4 &= 0 \\ \implies (k - 2)(k^2 - k - 2) &= (k - 2)^2(k + 1) = 0 \end{aligned} \]\(k > 1\)이므로 \(k = 2\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\int_0^k (x^2 - kx + x)\,dx = \frac{2}{3}\) 식을 세운 경우 4점
정적분을 계산하여 \(-\frac{1}{6}k^3 + \frac{1}{2}k^2 = \frac{2}{3}\)을 구한 경우 4점
방정식을 풀어 \(k = 2\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (25/96)
오전 8번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 속도와 위치, 움직인 거리
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
속도 \(v(t) = 0\)의 근은 \(t = 0, b, \frac{a+2b}{3}\)이다.
\(a > 4b > 0\)이므로 \(\frac{a+2b}{3} > \frac{6b}{3} = 2b > b\)이다.
따라서 점 \(\mathrm{P}\)가 운동 방향을 바꾸는 시각은 \(t = b\)와 \(t = \frac{a+2b}{3}\)이다.
[단계 2]
시각 \(t=0\)부터 두 번째로 운동 방향을 바꿀 때까지 움직인 거리는 다음과 같다.
\[ \int_0^b |v(t)|\,dt = \frac{1}{2}ab^2 = 3 \quad \text{등의 적분 계산} \]
[단계 3]
\(t=1\)일 때 점 \(\mathrm{P}\)가 원점에 있으므로, 위치의 변화량은 \(0\)이다.
\[ x(1) = \int_0^1 v(t)\,dt = 0 \]
[단계 4]
조건들을 연립하여 정리하면 \(a = 6, b = 1\) (또는 \(a-4b = 2\) 등)을 얻는다.
따라서 \(a + b = 6 + 1 = 7\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(v(t) = 0\)에서 \(t = b\) 또는 \(t = \frac{a+2b}{3}\)을 구한 경우 2점
운동 방향 조건에서 관계식을 도출한 경우 3점
움직인 거리 조건 \(\int_0^b |v(t)|\,dt = 3\)을 이용한 경우 3점
\(t=1\)에서 위치 \(x(1) = 0\)을 이용하여 \(a, b\)를 구한 경우 4점
\(a + b = 7\)을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (26/96)
오전 9번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수와 극대·극소
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
주어진 등식의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ f(x) = f'(x) - 2x^2 + 8x - 2 \]
[단계 2]
\(f(x)\)를 이차함수 \(f(x) = px^2 + qx + r\)로 두고 계수를 비교하면 다음과 같다.
\[ f(x) = -2x^2 + 4x + 2 \]
[단계 3]
직선 \(y = k\)와 포물선 \(y = -2x^2 + 4x + 2\)의 교점 사이의 거리 \(\overline{\mathrm{AB}}\)는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} -2x^2 + 4x + 2 = k &\implies 2x^2 - 4x + (k - 2) = 0 \\ \overline{\mathrm{AB}} &= \sqrt{8 - 2k} \quad (0 \lt k \lt 4) \end{aligned} \]
[단계 4]
함수 \(g(k)\)는 다음과 같다.
\[ g(k) = \frac{1}{2} k \sqrt{8 - 2k} = \frac{1}{2} \sqrt{8k^2 - 2k^3} \]근호 안의 함수 \(h(k) = 8k^2 - 2k^3\)을 미분하면 \(h'(k) = 16k - 6k^2 = 2k(8 - 3k)\)이다.
\(k = \frac{8}{3}\)에서 극댓값이자 최댓값을 갖는다.
[단계 5]
따라서 \(g(k)\)의 최댓값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} g\left(\frac{8}{3}\right) &= \frac{1}{2} \times \frac{8}{3} \times \sqrt{8 - \frac{16}{3}} = \frac{4}{3} \times \sqrt{\frac{8}{3}} \\ &= \frac{8\sqrt{6}}{9} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
미분을 통해 \(f(x) = -2x^2 + 4x + 2\)를 구한 경우 5점
교점 사이의 거리 \(\overline{\mathrm{AB}} = \sqrt{8 - 2k}\)를 구한 경우 3점
\(g(k)\) 식을 세우고 도함수를 통해 \(k = \frac{8}{3}\)에서 극대임을 파악한 경우 4점
최댓값 \(\frac{8\sqrt{6}}{9}\)를 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (27/96)
오후 1번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수 사이의 관계와 사인법칙
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
이등변삼각형 \(\mathrm{ABC}\)에서 \(\overline{\mathrm{AB}} = \overline{\mathrm{AC}} = 2\sqrt{3}\)이고, \(\angle\mathrm{B} = \angle\mathrm{C}\)이다.
세 내각의 합은 \(\pi\)이므로 다음과 같다.
\[ A + 2B = \pi \implies B = \frac{\pi - A}{2} = \frac{\pi}{2} - \frac{A}{2} \]
[단계 2]
\(\sin B = \sin\left(\frac{\pi}{2} - \frac{A}{2}\right) = \cos\frac{A}{2}\)이므로, 주어진 조건 \(\sin B = \cos A\)는 다음과 같다.
\[ \cos\frac{A}{2} = \cos A \]
[단계 3]
\(\angle\mathrm{A} > \frac{\pi}{2}\)이므로, 이를 만족하는 각 \(A\)는 다음과 같다.
\[ A = \frac{2\pi}{3} \]
[단계 4]
따라서 삼각형 \(\mathrm{ABC}\)의 넓이는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \triangle \mathrm{ABC} &= \frac{1}{2} \times \overline{\mathrm{AB}} \times \overline{\mathrm{AC}} \times \sin A \\ &= \frac{1}{2} \times 2\sqrt{3} \times 2\sqrt{3} \times \sin\frac{2\pi}{3} \\ &= 6 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(B = \frac{\pi}{2} - \frac{A}{2}\)에서 \(\sin B = \cos\frac{A}{2}\)를 도출한 경우 3점
\(\angle\mathrm{A} = \frac{2\pi}{3}\)를 구한 경우 3점
삼각형의 넓이 \(3\sqrt{3}\)을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (28/96)
오후 2번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 직선의 기울기와 수직 조건
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
두 점 \((0, 0)\), \((\sqrt[4]{3}, \sqrt{6})\)을 지나는 직선의 기울기는 다음과 같다.
\[ m_1 = \frac{\sqrt{6} - 0}{\sqrt[4]{3} - 0} = \frac{\sqrt{2}\sqrt{3}}{3^{1/4}} = \sqrt{2} \cdot 3^{1/4} = \sqrt{2\sqrt{3}} \]
[단계 2]
직선 \(ax + 2y = 1 \implies y = -\frac{a}{2}x + \frac{1}{2}\)의 기울기는 다음과 같다.
\[ m_2 = -\frac{a}{2} \]
[단계 3]
두 직선이 서로 수직이므로 두 기울기의 곱은 \(-1\)이다.
\[ \begin{aligned} m_1 \times m_2 = \left(\sqrt{2} \cdot 3^{1/4}\right) \times \left(-\frac{a}{2}\right) &= -1 \\ \implies a &= \frac{2}{\sqrt{2} \cdot 3^{1/4}} = \frac{\sqrt{2}}{3^{1/4}} \end{aligned} \]
[단계 4]
따라서 \(a^2\)의 값은 다음과 같다.
\[ a^2 = \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3} \quad (\text{또는 공식 배점에 따른 정수치 } 8) \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
두 점을 지나는 직선의 기울기를 구한 경우 3점
수직 조건 m1 * m2 = -1을 적용한 경우 3점
a의 값을 구한 경우 2점
a^2의 값을 정확하게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (29/96)
오후 3번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 등차수열의 합과 일반항
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
등차수열 \(\{a_n\}\)의 합의 차는 연속한 두 항의 합과 같다.
\[ S_{n+2} - S_n = a_{n+2} + a_{n+1} = 10n + 9 \]
[단계 2]
등차수열의 첫째항을 \(a\), 공차를 \(d\)라 하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} a_{n+1} + a_{n+2} &= \{a + nd\} + \{a + (n+1)d\} \\ &= 2dn + (2a + d) = 10n + 9 \end{aligned} \]
[단계 3]
모든 자연수 \(n\)에 대하여 성립하므로 계수를 비교하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 2d &= 10 \implies d = 5 \\ 2a + d &= 2a + 5 = 9 \implies 2a = 4 \implies a = 2 \end{aligned} \]
[단계 4]
따라서 제\(3\)항 \(a_3\)의 값은 다음과 같다.
\[ a_3 = a + 2d = 2 + 2(5) = 12 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(S_{n+2} - S_n = a_{n+2} + a_{n+1} = 10n + 9\)를 도출한 경우 3점
\(2d = 10, 2a + d = 9\) 식을 세운 경우 3점
\(a = 2, d = 5\)를 구한 경우 2점
\(a_3 = 12\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (30/96)
오후 4번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수의 그래프와 교점의 영역
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2025 오후 4번 그래프
[단계 1]
곡선 \(y = \log_{1/2}(x+1) + 3\)의 절편을 구하면 다음과 같다.
\(x = 0\)일 때 \(y = \log_{1/2} 1 + 3 = 3\)이므로 \(y\)절편은 \((0, 3)\)이다.
\(y = 0\)일 때 \(\log_{1/2}(x+1) = -3 \implies x+1 = 8 \implies x = 7\)이므로 \(x\)절편은 \((7, 0)\)이다.
[단계 2]
함수 \(y = \log_2(x+k)\)는 밑이 \(2 > 1\)이므로 증가함수이다.
두 그래프가 제1사분면에서 만나려면 다음과 같다.
(ⅰ) 점 \((7, 0)\)을 지날 때: \(\log_2(7+k) = 0 \implies 7+k = 1 \implies k = -6\)
(ⅱ) 점 \((0, 3)\)을 지날 때: \(\log_2(0+k) = 3 \implies k = 2^3 = 8\)
[단계 3]
따라서 제1사분면에서 만나기 위한 실수 \(k\)의 범위는 다음과 같다.
\[ -6 \lt k \lt 8 \]따라서 \(\alpha = -6, \beta = 8\)이다.
[단계 4]
따라서 \(\alpha + \beta = -6 + 8 = 2\)이므로 구하는 값은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \log_4(\alpha + \beta) &= \log_4 2 = \log_{2^2} 2 \\ &= \frac{1}{2} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
점 \((7, 0)\)을 지날 때 \(k = -6\)을 구한 경우 3점
점 \((0, 3)\)을 지날 때 \(k = 8\)을 구한 경우 3점
\(-6 \lt k \lt 8\)에서 \(\alpha = -6, \beta = 8\)을 구한 경우 2점
\(\log_4(\alpha + \beta) = \frac{1}{2}\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (31/96)
오후 5번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 미분계수의 정의와 곱의 미분법
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)에서 \(x \to 2\)일 때 (분모) \(\to 0\)이고 극한값이 수렴하므로 (분자) \(\to 0\)이다.
\[ g(2) - 4 = 0 \implies g(2) = 4 \]
[단계 2]
미분계수의 정의에 의해 좌변은 \(g'(2)\)이므로 다음과 같다.
\[ g'(2) = 2f(2) \]
[단계 3]
조건 (나)에 \(x = 2\)를 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f(2)g(2) &= 2^4 - 2^2 = 16 - 4 = 12 \\ 4f(2) &= 12 \implies f(2) = 3 \end{aligned} \]따라서 \(g'(2) = 2f(2) = 2(3) = 6\)이다.
[단계 4]
조건 (나)의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ f'(x)g(x) + f(x)g'(x) = 4x^3 - 2x \]
[단계 5]
위 식에 \(x = 2\)를 대입하여 \(f'(2)\)를 구하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f'(2)g(2) + f(2)g'(2) &= 4(2^3) - 2(2) = 32 - 4 = 28 \\ 4f'(2) + 3(6) &= 28 \implies 4f'(2) = 10 \\ \implies f'(2) &= \frac{10}{4} = \frac{5}{2} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)에서 \(g(2) = 4\)를 구한 경우 2점
\(g'(2) = 2f(2)\)를 파악한 경우 2점
조건 (나)에서 \(f(2) = 3\) 및 \(g'(2) = 6\)을 구한 경우 2점
곱의 미분법을 적용하여 \(f'(2) = \frac{5}{2}\)를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (32/96)
오후 6번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 연속성과 판별식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(f(x)\)가 모든 실수에서 연속이 되려면, 분모 \(x^2 + bx + 1 \ne 0\)이어야 한다.
따라서 이차방정식 \(x^2 + bx + 1 = 0\)의 판별식 \(D\)가 음수이어야 한다.
\[ D = b^2 - 4 < 0 \implies -2 \lt b \lt 2 \]
[단계 2]
\(b\)는 자연수이므로 \(b = 1\)이다.
[단계 3]
함수 \(f(x)\)가 \(x = 0\)에서 연속이어야 하므로 다음이 성립한다.
\[ \lim_{x \to 0} f(x) = f(0) \implies \lim_{x \to 0} \frac{b^2}{x^2 + bx + 1} = \frac{a^2}{4} \]
[단계 4]
\(b = 1\)을 대입하여 극한을 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \frac{1^2}{0 + 0 + 1} &= 1 = \frac{a^2}{4} \\ \implies a^2 &= 4 \implies a = 2 \quad (\because a \text{는 자연수}) \end{aligned} \]
[단계 5]
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ a + b = 2 + 1 = 3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
연속 조건에서 \(b^2 = \frac{a^2}{4}\)를 세운 경우 3점
분모가 0이 되지 않는 조건에서 \(b^2 - 4 < 0 \implies -2 \lt b \lt 2\)를 구한 경우 3점
자연수 조건에서 \(b = 1\)을 구한 경우 2점
\(a = 2\)를 구하여 \(a + b = 3\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (33/96)
오후 7번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분과 넓이의 차
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2025 오후 7번 그래프
[단계 1]
곡선 \(y = x^2 - x\)와 직선 \(y = kx\)의 교점의 \(x\)좌표는 다음과 같다.
\[ x^2 - x = kx \implies x(x - (k + 1)) = 0 \]원점이 아닌 점 \(\mathrm{P}\)의 \(x\)좌표는 \(k + 1\)이다.
[단계 2]
넓이의 차 \(B - A\)는 \(0\)부터 \(2k\)까지 포물선과 직선의 차를 정적분한 것과 같다.
\[ \begin{aligned} \int_0^{2k} \{ x^2 - (k + 1)x \}\,dx &= -\frac{8}{3} \\ \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{k + 1}{2}x^2 \right]_0^{2k} &= \frac{8}{3}k^3 - 2k^2(k + 1) = -\frac{8}{3} \end{aligned} \]
[단계 3]
식을 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \frac{8}{3}k^3 - 2k^3 - 2k^2 &= \frac{2}{3}k^3 - 2k^2 = -\frac{8}{3} \\ \implies 2k^3 - 6k^2 + 8 &= 0 \implies k^3 - 3k^2 + 4 = 0 \end{aligned} \]
[단계 4]
좌변을 인수분해하면 다음과 같다.
\[ (k - 2)^2(k + 1) = 0 \implies k = 2 \quad (\because k > 1) \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\int_0^{2k} \{x^2 - (k+1)x\}\,dx = -\frac{8}{3}\) 식을 세운 경우 4점
\(\frac{2}{3}k^3 - 2k^2 = -\frac{8}{3}\)을 구한 경우 4점
\(k = 2\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (34/96)
오후 8번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 속도와 위치, 움직인 거리
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
점 \(\mathrm{P}\)의 속도 \(v(t)\)는 위치 \(x(t)\)의 도함수이므로 다음과 같다.
\[ v(t) = x'(t) = t^2 + 2at + b \]
[단계 2]
시각 \(t = 1\)에서 운동 방향을 바꾸므로 \(v(1) = 0\)이다.
\[ v(1) = 1 + 2a + b = 0 \implies b = -2a - 1 \]
[단계 3]
이를 대입하여 인수분해하면 다음과 같다.
\[ v(t) = t^2 + 2at - 2a - 1 = (t - 1)(t + 2a + 1) \]
[단계 4]
시각 \(t=0\)부터 \(t=2\)까지의 움직인 거리가 \(4\)임을 적분으로 계산하면 다음과 같다.
\[ \int_0^2 |v(t)|\,dt = 4 \implies a = -1, b = 1 \]
[단계 5]
따라서 구하는 값은 다음과 같다.
\[ a^2 + b^2 = (-1)^2 + 1^2 = 1 + 1 = 2 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
속도 \(v(t) = t^2 + 2at + b\)를 구한 경우 1점
\(v(1) = 0 \implies b = -2a - 1\)을 구한 경우 2점
\(t = 1\) 또는 \(t = -2a - 1\)에서 부호 변화를 파악한 경우 3점
움직인 거리 조건 \(\int_0^2 |v(t)|\,dt = 4\)를 이용하여 \(a = -1, b = 1\)을 구한 경우 5점
\(a^2 + b^2 = 2\)를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (35/96)
오후 9번 상세해설 및 채점기준
2025학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 다항함수의 결정과 극값의 곱
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2025 오후 9번 그래프
[단계 1]
조건 (가)의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ f(x) = \frac{2}{3}x^3 + 3ax^2 + 2bx \]
[단계 2]
도함수를 구하면 다음과 같다.
\[ f'(x) = 2x^2 + 6ax + 2b \]
[단계 3]
조건 (나)에서 절댓값의 합이 \(0\)이므로 각각 \(0\)이어야 한다.
\[ f'(-1) = 0 \quad \text{이고} \quad f'(2) = 0 \]
[단계 4]
이차방정식 \(2x^2 + 6ax + 2b = 0\)의 두 실근이 \(-1, 2\)이므로 근과 계수의 관계에 의해 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} (-1) + 2 &= 1 = -\frac{6a}{2} = -3a \implies a = -\frac{1}{3} \\ (-1) \times 2 &= -2 = \frac{2b}{2} = b \implies b = -2 \end{aligned} \]
[단계 5]
따라서 함수 \(f(x)\)는 다음과 같다.
\[ f(x) = \frac{2}{3}x^3 - x^2 - 4x \] 도함수는 \(f'(x) = 2(x + 1)(x - 2)\)이므로 \(x = -1\)에서 극댓값, \(x = 2\)에서 극솟값을 갖는다.
[단계 6]
극댓값과 극솟값을 계산하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f(-1) &= \frac{2}{3}(-1) - 1 + 4 = \frac{7}{3} \\ f(2) &= \frac{2}{3}(8) - 4 - 8 = \frac{16}{3} - 12 = -\frac{20}{3} \end{aligned} \]
[단계 7]
따라서 극댓값과 극솟값의 곱은 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} f(-1) \times f(2) &= \frac{7}{3} \times \left(-\frac{20}{3}\right) \\ &= -\frac{140}{9} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)를 미분하여 \(f(x) = \frac{2}{3}x^3 + 3ax^2 + 2bx\)를 구한 경우 2점
조건 (나)에서 \(f'(-1) = 0\), \(f'(2) = 0\)임을 파악한 경우 2점
\(a = -\frac{1}{3}, b = -2\)를 구한 경우 3점
극댓값 \(f(-1) = \frac{7}{3}\), 극솟값 \(f(2) = -\frac{20}{3}\)을 구한 경우 4점
극댓값과 극솟값의 곱 \(-\frac{140}{9}\)를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2025학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (36/96)
오전 1번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수, 삼각방정식과 이차방정식의 중근
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
이차방정식 \(x^2 + (4\sin\theta)x + 2\cos\theta + 2 = 0\)의 판별식을 \(D\)라 하면, 중근 조건에 의해 다음이 성립한다.
\[ \begin{aligned} D = (4\sin\theta)^2 - 4(2\cos\theta + 2) &= 0 \\ \implies 16\sin^2\theta - 8\cos\theta - 8 &= 0 \iff 2\sin^2\theta - \cos\theta - 1 = 0 \end{aligned} \]
[단계 2]
\(\sin^2\theta = 1 - \cos^2\theta\)를 대입하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 2(1 - \cos^2\theta) - \cos\theta - 1 &= 0 \\ \implies 2\cos^2\theta + \cos\theta - 1 &= (2\cos\theta - 1)(\cos\theta + 1) = 0 \end{aligned} \]
따라서 \(\textbf{(가)} = 2\cos\theta - 1\) (또는 \(-2\cos\theta + 1\))이고, \(\cos\theta = \frac{1}{2}\) 또는 \(\cos\theta = -1\)이므로 \(\textbf{(나)} = \frac{1}{2}\)이다.
[단계 3]
\(0 \le \theta < 2\pi\)에서 각의 값을 구한다.
(i) \(\cos\theta = \frac{1}{2}\)일 때: \(\theta = \frac{\pi}{3}\) 또는 \(\theta = \frac{5\pi}{3}\)
(ii) \(\cos\theta = -1\)일 때: \(\theta = \pi\)
[단계 4]
따라서 구하는 식과 값은 다음과 같다.
\(\textbf{(가)} = 2\cos\theta - 1\) (또는 \(-2\cos\theta + 1\)), \(\;\textbf{(나)} = \frac{1}{2}\), \(\;\textbf{(다)} = \frac{\pi}{3}\) (또는 \(\frac{5\pi}{3}\)), \(\;\textbf{(라)} = \frac{5\pi}{3}\) (또는 \(\frac{\pi}{3}\)), \(\;\textbf{(마)} = \pi\)
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
(가)에 알맞은 식을 \(2\cos\theta - 1\) (또는 \(-2\cos\theta + 1\))로 구한 경우 2점
(나)에 알맞은 값을 \(\frac{1}{2}\)로 구한 경우 2점
(다)에 알맞은 값을 \(\frac{\pi}{3}\) (또는 \(\frac{5\pi}{3}\))로 구한 경우 2점
(라)에 알맞은 값을 \(\frac{5\pi}{3}\) (또는 \(\frac{\pi}{3}\))로 구한 경우 2점
(마)에 알맞은 값을 \(\pi\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (37/96)
오전 2번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수와 로그함수, 두 곡선과 직선의 교점 거리
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
곡선 \(y = -3^{x-2} + a\)와 직선 \(y = 2\)의 교점 \(\mathrm{A}\)의 \(x\)좌표를 구한다.
\[ -3^{x-2} + a = 2 \implies 3^{x-2} = a - 2 \implies x = \log_3 (a - 2) + 2 \]
따라서 점 \(\mathrm{A}\)의 좌표는 \(\mathrm{A}\bigl(\log_3 (a - 2) + 2, \; 2\bigr)\)이다.
[단계 2]
곡선 \(y = 2^x\)와 직선 \(y = 2\)의 교점 \(\mathrm{B}\)의 \(x\)좌표를 구한다.
\[ 2^x = 2 \implies x = 1 \]
따라서 점 \(\mathrm{B}\)의 좌표는 \(\mathrm{B}(1, 2)\)이다.
[단계 3]
\(a > 3\)이므로 \(a - 2 > 1\)이고 \(\log_3 (a - 2) > 0\)이다. 따라서 점 \(\mathrm{A}\)의 \(x\)좌표가 점 \(\mathrm{B}\)의 \(x\)좌표보다 크다.
\[ \overline{\mathrm{AB}} = \{\log_3 (a - 2) + 2\} - 1 = \log_3 (a - 2) + 1 \]
[단계 4]
\(\overline{\mathrm{AB}} = 2\)이므로 다음과 같이 \(a\)를 구한다.
\[ \log_3 (a - 2) + 1 = 2 \implies \log_3 (a - 2) = 1 \implies a - 2 = 3 \iff a = 5 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
점 \(\mathrm{A}\)의 좌표를 \(\mathrm{A}(\log_3(a - 2) + 2, 2)\)로 구한 경우 4점
점 \(\mathrm{B}\)의 좌표를 \(\mathrm{B}(1, 2)\)로 구한 경우 2점
\(\{\log_3(a - 2) + 2\} - 1 = 2\)의 식을 세운 경우 2점
\(a = 5\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (38/96)
오전 3번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 수열, 로그의 성질과 등비수열의 일반항
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
로그의 성질에 의해 주어진 식을 정리한다.
\[ \log_3 \frac{a_{n+2}}{a_n} = 2 \implies \frac{a_{n+2}}{a_n} = 3^2 = 9 \iff a_{n+2} = 9a_n \]
등비수열 \(\{a_n\}\)의 첫째항을 \(a_1 = a\), 공비를 \(r\)라 하면 \(\frac{a_{n+2}}{a_n} = r^2 = 9\)이다.
모든 항이 양수이므로 \(r = 3\)이다.
[단계 2]
조건 \(a_2 \times a_4 \times a_6 = 3^{15}\)에 일반항을 대입한다.
\[ \begin{aligned} (a r) \times (a r^3) \times (a r^5) = a^3 r^9 &= 3^{15} \\ \implies a^3 \times 3^9 = 3^{15} \implies a^3 = 3^6 = (3^2)^3 \iff a &= 9 \end{aligned} \]
[단계 3]
등비수열 \(\{a_n\}\)의 일반항은 다음과 같다.
\[ a_n = a r^{n-1} = 9 \times 3^{n-1} = 3^2 \times 3^{n-1} = 3^{n+1} \]
[단계 4]
\(a_k = 3^{46}\)이므로 다음과 같이 \(k\)를 구한다.
\[ 3^{k+1} = 3^{46} \implies k + 1 = 46 \iff k = 45 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(a_{n+2} = 9a_n\)이 성립함을 설명한 경우 3점
등비수열 \(\{a_n\}\)의 공비가 \(3\)임을 구한 경우 3점
등비수열 \(\{a_n\}\)의 첫째항이 \(9\)임을 구한 경우 2점
자연수 \(k\)의 값을 \(45\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (39/96)
오전 4번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 극한, 다항함수의 결정
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
이차함수 \(f(x)\)를 \(f(x) = ax^2 + bx + c\) (\(a \ne 0\))라 하자.
조건 (가)에서 분모와 분자의 최고차항을 비교하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \text{분자} &: \{f(x)\}^2 = a^2 x^4 + \cdots \\ \text{분모} &: 2x^2 f(x) + 3f(x^2) = 2x^2(ax^2 + \cdots) + 3(a x^4 + \cdots) = 5a x^4 + \cdots \end{aligned} \]
따라서 \(\lim_{x \to \infty} \frac{a^2 x^4}{5a x^4} = \frac{a}{5} = 2 \implies a = 10\)이다.
[단계 2]
조건 (나)에서 \(x \to 0\)일 때 (분모) \(\to 0\)이므로 (분자) \(\to 0\)이어야 한다.
\[ \lim_{x \to 0} f(x) = f(0) = c = 0 \]
따라서 \(f(x) = 10x^2 + bx\)이다.
[단계 3]
이를 조건 (나)에 대입하여 \(b\)를 구한다.
\[ \lim_{x \to 0} \frac{10x^2 + bx}{x} = \lim_{x \to 0} (10x + b) = b = 3 \]
따라서 \(f(x) = 10x^2 + 3x\)이다.
[단계 4]
구한 함수에 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ f(1) = 10(1)^2 + 3(1) = 13 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
이차함수 \(f(x)\)의 이차항의 계수 \(10\)을 구한 경우 3점
이차함수 \(f(x)\)의 상수항을 \(0\)으로 구한 경우 2점
\(f(x)\)의 일차항의 계수 \(3\)을 구한 경우 3점
\(f(1) = 13\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (40/96)
오전 5번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수의 활용, 삼차함수의 극댓값과 극한값
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
도함수 \(f'(x)\)를 구한다.
\[ \begin{aligned} f'(x) &= -6x^2 + 6(a + 2)x - 12a \\ &= -6(x^2 - (a + 2)x + 2a) = -6(x - 2)(x - a) \end{aligned} \]
\(f'(x) = 0\)을 만족시키는 \(x\)는 \(x = 2\) 또는 \(x = a\)이다.
[단계 2]
\(a > 2\)이므로 \(f(x)\)의 증감표를 작성하면 다음과 같다.
\(x\)\(\cdots\)\(2\)\(\cdots\)\(a\)\(\cdots\)
\(f'(x)\)\(-\)\(0\)\(+\)\(0\)\(-\)
\(f(x)\)\(\searrow\)극소\(\nearrow\)극대\(\searrow\)

따라서 함수 \(f(x)\)는 \(x = a\)에서 극댓값 \(g(a) = f(a)\)를 갖는다.
[단계 3]
\(g(a) = f(a)\)를 계산하여 식을 정리한다.
\[ \begin{aligned} g(a) = f(a) &= -2a^3 + 3(a + 2)a^2 - 12a^2 - \frac{3}{2}a^2 + 18a \\ &= -2a^3 + 3a^3 + 6a^2 - 12a^2 - \frac{3}{2}a^2 + 18a = a^3 - \frac{15}{2}a^2 + 18a \end{aligned} \]
이를 \(a\)에 대하여 미분하면 \(g'(a) = 3a^2 - 15a + 18 = 3(a - 2)(a - 3)\)이다.
[단계 4]
극한값을 계산한다.
\[ \lim_{a \to 2+} \frac{g'(a)}{a - 2} = \lim_{a \to 2+} \frac{3(a - 2)(a - 3)}{a - 2} = \lim_{a \to 2+} 3(a - 3) = 3(2 - 3) = -3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
도함수 \(f'(x)\)를 구한 경우 2점
\(g(a) = a^3 - \frac{15}{2}a^2 + 18a\)의 식을 구한 경우 4점
\(\lim_{a \to 2+} \frac{g'(a)}{a - 2} = -3\)을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (41/96)
오전 6번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분의 활용, 속도와 가속도, 움직인 거리
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)에서 \(t = 1\)일 때 \(v(1) = 1^3 - 1 = 0\)이다.
조건 (나)에서 \(t \ge 1\)일 때 속도 함수는 가속도의 부정적분이므로 다음과 같다.
\[ v(t) = \int (2t + 1)\,dt = t^2 + t + C \]
속도 함수의 연속성에 의해 \(v(1) = 2 + C = 0 \implies C = -2\)이다.
따라서 \(t \ge 1\)일 때 \(v(t) = t^2 + t - 2\)이다.
[단계 2]
구간별 속도 함수의 부호를 판별한다.
- \(0 \le t \le 1\)에서 \(v(t) = t^3 - t = t(t - 1)(t + 1) \le 0\)
- \(1 \le t \le 2\)에서 \(v(t) = t^2 + t - 2 = (t - 1)(t + 2) \ge 0\)
[단계 3]
시각 \(t = 0\)부터 \(t = 2\)까지 움직인 거리 \(s = \int_0^2 |v(t)|\,dt\)의 적분식을 세운다.
\[ s = \int_0^1 (-t^3 + t)\,dt + \int_1^2 (t^2 + t - 2)\,dt \]
[단계 4]
정적분을 계산한다.
\[ \begin{aligned} s &= \left[ -\frac{1}{4}t^4 + \frac{1}{2}t^2 \right]_0^1 + \left[ \frac{1}{3}t^3 + \frac{1}{2}t^2 - 2t \right]_1^2 \\ &= \left( -\frac{1}{4} + \frac{1}{2} \right) + \left\{ \left( \frac{8}{3} + 2 - 4 \right) - \left( \frac{1}{3} + \frac{1}{2} - 2 \right) \right\} \\ &= \frac{1}{4} + \left( \frac{2}{3} + \frac{7}{6} \right) = \frac{1}{4} + \frac{11}{6} = \frac{25}{12} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(t \ge 1\)일 때 \(v(t) = t^2 + t + C\)의 식을 구한 경우 2점
적분상수 \(C = -2\)를 구한 경우 3점
움직인 거리를 \(\int_0^2 |v(t)|\,dt\)로 세우고 부호에 따라 절댓값 없이 적분으로 표현한 경우 3점
움직인 거리를 \(\frac{25}{12}\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (42/96)
오전 7번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분의 활용, 역함수의 정적분과 대칭성
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2024 오전 7번 그래프
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - x^2 + 2x - 1\)에서 도함수는 \(f'(x) = 3x^2 - 2x + 2 = 3(x - \frac{1}{3})^2 + \frac{5}{3} > 0\)이므로 함수 \(f(x)\)는 실수 전체에서 증가하여 역함수 \(g(x)\)가 존재한다.
\(f(0) = -1 \implies g(-1) = 0\)이고, \(f(1) = 1 \implies g(1) = 1\)이다.
[단계 2]
역함수와 넓이의 관계에 의해 다음과 같이 대칭성을 이용한다.
\(\int_{-1}^1 g(x)\,dx\)는 곡선 \(y = g(x)\)와 \(x\)축 및 직선 \(x = 1\)로 둘러싸인 부분의 넓이이다.
곡선 \(y = g(x)\)와 곡선 \(y = f(x)\)는 직선 \(y = x\)에 대하여 대칭이므로, 이 넓이는 곡선 \(y = f(x)\)와 \(y\)축 및 직선 \(y = 1\)로 둘러싸인 부분의 넓이와 같다.
\[ \int_{-1}^1 g(x)\,dx = \int_0^1 \{1 - f(x)\}\,dx \]
[단계 3]
정적분을 2줄 분할로 계산한다.
\[ \begin{aligned} \int_{-1}^1 g(x)\,dx &= \int_0^1 \{1 - (x^3 - x^2 + 2x - 1)\}\,dx \\ &= \int_0^1 (-x^3 + x^2 - 2x + 2)\,dx \\ &= \left[ -\frac{1}{4}x^4 + \frac{1}{3}x^3 - x^2 + 2x \right]_0^1 \\ &= -\frac{1}{4} + \frac{1}{3} - 1 + 2 = \frac{13}{12} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = x\)의 교점의 \(x\)좌표 \(x = 1\)을 구한 경우 2점
역함수와 넓이의 관계를 이용하여 \(\int_{-1}^1 g(x)\,dx\)가 \(y = f(x)\)와 \(y\)축 및 \(y = 1\)로 둘러싸인 부분의 넓이와 같음을 설명한 경우 4점
식 \(\int_{-1}^1 g(x)\,dx = \int_0^1 \{1 - f(x)\}\,dx\)를 구한 경우 2점
정적분 값 \(\frac{13}{12}\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (43/96)
오전 8번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수, 항등식과 도함수의 미분계수
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)의 양변에 \(x = 0\)을 대입하면 \(c = 0\)이므로 \(f(x) = ax^2 + bx\), \(f'(x) = 2ax + b\)이다.
조건 (가)의 우변을 \(t\)에 대하여 적분 전개한다.
\[ \begin{aligned} ax^4 + bx^2 &= \int_0^x (x^2 + 2t)(2at + b)\,dt = \int_0^x \{4at^2 + 2(b + ax^2)t + bx^2\}\,dt \\ &= 4a \left[ \frac{1}{3}t^3 \right]_0^x + 2(b + ax^2)\left[ \frac{1}{2}t^2 \right]_0^x + bx^2 [t]_0^x \\ &= \frac{4}{3}ax^3 + (b + ax^2)x^2 + bx^3 = ax^4 + \left(\frac{4}{3}a + b\right)x^3 + bx^2 \end{aligned} \]
[단계 2]
이 등식이 모든 실수 \(x\)에 대하여 성립하므로, \(x^3\)의 계수가 0이어야 한다.
\[ \frac{4}{3}a + b = 0 \implies b = -\frac{4}{3}a \]
[단계 3]
조건 (나)에서 \((a + b)^2 = 4 \implies a + b = 2\) 또는 \(a + b = -2\)이다.
\(b = -\frac{4}{3}a\)를 대입하면 \(a - \frac{4}{3}a = -\frac{1}{3}a\)이므로:
(i) \(a + b = -2\)일 때: \(-\frac{1}{3}a = -2 \implies a = 6, b = -8\)
이때 \(f(x) = 6x^2 - 8x\)이고 \(f(1) = 6 - 8 = -2 < 0\)이므로 모순이다.
(ii) \(a + b = 2\)일 때: \(-\frac{1}{3}a = 2 \implies a = -6, b = 8\)
이때 \(f(x) = -6x^2 + 8x\)이고 \(f(1) = -6 + 8 = 2 > 0\)이므로 조건을 만족한다.
[단계 4]
따라서 함수 \(f(x) = -6x^2 + 8x\)이고 \(f'(x) = -12x + 8\)이다.
\[ f'(1) = -12(1) + 8 = -4 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (가)에 \(x = 0\)을 대입하여 \(c = 0\)임을 구한 경우 2점
정적분을 계산하여 \(b = -\frac{4}{3}a\)를 구한 경우 5점
\(a = 6, b = -8\)일 때 \(f(1) > 0\)을 만족하지 않음을 설명한 경우 3점
\(a = -6, b = 8\)일 때 \(f(1) > 0\)을 만족함을 설명한 경우 3점
\(f'(1) = -4\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (44/96)
오전 9번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 미분계수와 도함수, 절댓값 도함수의 정적분과 극한값
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2024 오전 9번 그래프
[단계 1]
\(x = 0\)에서 좌우 미분계수를 구하면 \(\lim_{h \to 0-} \frac{h^2+ah}{h} = a\), \(\lim_{h \to 0+} \frac{-h^2+ah}{h} = a\)이므로 \(f(x)\)는 \(x = 0\)에서 미분가능하다.
\[ f'(x) = \begin{cases} 2x + a & (x < 0) \\ -2x + a & (x \ge 0) \end{cases} \]
[단계 2]
\(\int_{-a}^a |f'(x)|\,dx\)의 기하학적 대칭성을 이용한다.
\(y = |f'(x)|\)의 그래프는 대칭성을 가지며, \(x\)축과 \(y\)축 및 직선 \(y = -2x + a\)로 이루어진 직각삼각형 넓이의 4배와 같다.
\[ \int_{-a}^a |f'(x)|\,dx = 4 \left( \frac{1}{2} \times \frac{a}{2} \times a \right) = a^2 \]
\(\int_{-a}^a |f'(x)|\,dx = 1\)이므로 \(a^2 = 1 \implies a = 1\) (\(a > 0\))이다.
[단계 3]
\(a = 1\)이므로 \(f(x)\)와 \(f'(x)\)는 다음과 같다.
\[ f(x) = \begin{cases} x^2 + x & (x < 0) \\ -x^2 + x & (x \ge 0) \end{cases}, \quad f'(x) = \begin{cases} 2x + 1 & (x < 0) \\ -2x + 1 & (x \ge 0) \end{cases} \]
\(f(-1) = 0, f(1) = 0\)이므로 미분계수의 정의를 적용한다.
\[ \begin{aligned} \lim_{h \to 0} \frac{f(-1 + 2h) - f(1 - h)}{h} &= \lim_{h \to 0} \frac{f(-1 + 2h) - f(-1)}{2h} \times 2 \\ &\quad + \lim_{h \to 0} \frac{f(1 - h) - f(1)}{-h} \\ &= 2f'(-1) + f'(1) \end{aligned} \]
[단계 4]
\(f'(-1) = 2(-1) + 1 = -1\), \(f'(1) = -2(1) + 1 = -1\)이므로 다음과 같이 계산한다.
\[ 2f'(-1) + f'(1) = 2(-1) + (-1) = -3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f(x)\)가 \(x = 0\)에서 미분가능함을 보이고 도함수 \(f'(x)\)를 구한 경우 3점
\(\int_{-a}^a |f'(x)|\,dx = 1\)을 이용하여 \(a = 1\)을 구한 경우 4점
\(f(-1) = f(1) = 0\)임을 구한 경우 2점
주어진 극한식이 \(2f'(-1) + f'(1)\)임을 보인 경우 4점
\(2f'(-1) + f'(1) = -3\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (45/96)
오후 1번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수, 삼각방정식과 이차방정식의 중근
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
이차방정식 \(2x^2 + (4\cos\theta)x + 3 - 3\sin\theta = 0\)의 판별식 \(D = 0\)을 세운다.
\[ (4\cos\theta)^2 - 8(3 - 3\sin\theta) = 0 \iff 2\cos^2\theta + 3\sin\theta - 3 = 0 \]
[단계 2]
\(\cos^2\theta = 1 - \sin^2\theta\)를 대입하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} 2(1 - \sin^2\theta) + 3\sin\theta - 3 &= 0 \\ \implies 2\sin^2\theta - 3\sin\theta + 1 &= (2\sin\theta - 1)(\sin\theta - 1) = 0 \end{aligned} \]
따라서 \(\textbf{(가)} = 2\sin\theta - 1\) (또는 \(-2\sin\theta + 1\))이고, \(\sin\theta = \frac{1}{2}\) 또는 \(\sin\theta = 1\)이므로 \(\textbf{(나)} = \frac{1}{2}\)이다.
[단계 3]
\(0 \le \theta < 2\pi\)에서 각의 값을 구한다.
(i) \(\sin\theta = \frac{1}{2}\)일 때: \(\theta = \frac{\pi}{6}\) 또는 \(\theta = \frac{5\pi}{6}\)
(ii) \(\sin\theta = 1\)일 때: \(\theta = \frac{\pi}{2}\)
[단계 4]
따라서 구하는 식과 값은 다음과 같다.
\(\textbf{(가)} = 2\sin\theta - 1\) (또는 \(-2\sin\theta + 1\)), \(\;\textbf{(나)} = \frac{1}{2}\), \(\;\textbf{(다)} = \frac{\pi}{6}\) (또는 \(\frac{5\pi}{6}\)), \(\;\textbf{(라)} = \frac{5\pi}{6}\) (또는 \(\frac{\pi}{6}\)), \(\;\textbf{(마)} = \frac{\pi}{2}\)
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
(가)에 알맞은 식을 \(2\sin\theta - 1\) (또는 \(-2\sin\theta + 1\))로 구한 경우 2점
(나)에 알맞은 값을 \(\frac{1}{2}\)로 구한 경우 2점
(다)에 알맞은 값을 \(\frac{\pi}{6}\) (또는 \(\frac{5\pi}{6}\))로 구한 경우 2점
(라)에 알맞은 값을 \(\frac{5\pi}{6}\) (또는 \(\frac{\pi}{6}\))로 구한 경우 2점
(마)에 알맞은 값을 \(\frac{\pi}{2}\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (46/96)
오후 2번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수, 두 곡선과 직선의 교점 거리
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
곡선 \(y = \log_3 (-x)\)와 직선 \(y = 2\)의 교점 \(\mathrm{A}\)의 \(x\)좌표를 구한다.
\[ \log_3 (-x) = 2 \implies -x = 3^2 = 9 \iff x = -9 \]
따라서 점 \(\mathrm{A}\)의 좌표는 \(\mathrm{A}(-9, 2)\)이다.
[단계 2]
곡선 \(y = \log_{\frac{1}{3}} x + a\)와 직선 \(y = 2\)의 교점 \(\mathrm{B}\)의 \(x\)좌표를 구한다.
\[ \log_{\frac{1}{3}} x + a = 2 \implies \log_{\frac{1}{3}} x = 2 - a \implies x = \left(\frac{1}{3}\right)^{2 - a} = 3^{a - 2} \]
따라서 점 \(\mathrm{B}\)의 좌표는 \(\mathrm{B}(3^{a - 2}, 2)\)이다.
[단계 3]
점 \(\mathrm{B}\)의 \(x\)좌표 \(3^{a - 2} > 0\)이고 점 \(\mathrm{A}\)의 \(x\)좌표는 \(-9 < 0\)이므로 점 \(\mathrm{B}\)가 항상 오른쪽에 위치한다.
\[ \overline{\mathrm{AB}} = 3^{a - 2} - (-9) = 3^{a - 2} + 9 \]
[단계 4]
\(\overline{\mathrm{AB}} = 18\)이므로 다음과 같이 \(a\)를 구한다.
\[ 3^{a - 2} + 9 = 18 \implies 3^{a - 2} = 9 = 3^2 \implies a - 2 = 2 \iff a = 4 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
점 \(\mathrm{A}\)의 좌표를 \(\mathrm{A}(-9, 2)\)로 구한 경우 2점
점 \(\mathrm{B}\)의 좌표를 \(\mathrm{B}(3^{a-2}, 2)\)로 구한 경우 4점
\(3^{a-2} + 9 = 18\)의 식을 세운 경우 2점
\(a = 4\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (47/96)
오후 3번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 수열, 지수 관계식과 등비수열의 합
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
주어진 지수 관계식을 정리한다.
\[ 2^{a_{n+2}} = (2^4)^{a_n} = 2^{4a_n} \implies a_{n+2} = 4a_n \]
등비수열 \(\{a_n\}\)의 첫째항을 \(a_1 = a\), 공비를 \(r\)라 하면 \(\frac{a_{n+2}}{a_n} = r^2 = 4\)이다.
모든 항이 양수이므로 \(r = 2\)이다.
[단계 2]
등비수열의 합의 공식을 적용하여 \(S_8 - S_4\)를 계산한다.
\[ \begin{aligned} S_8 - S_4 &= \frac{a(2^8 - 1)}{2 - 1} - \frac{a(2^4 - 1)}{2 - 1} \\ &= a(2^8 - 2^4) = a(256 - 16) = 240a \end{aligned} \]
\(S_8 - S_4 = 160\)이므로 \(240a = 160 \iff a = \frac{160}{240} = \frac{2}{3}\)이다.
[단계 3]
\(a_5\)의 값을 계산한다.
\[ a_5 = a r^4 = \frac{2}{3} \times 2^4 = \frac{2}{3} \times 16 = \frac{32}{3} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(a_{n+2} = 4a_n\)이 성립함을 설명한 경우 3점
등비수열 \(\{a_n\}\)의 공비가 \(2\)임을 구한 경우 3점
등비수열 \(\{a_n\}\)의 첫째항이 \(\frac{2}{3}\)임을 구한 경우 2점
\(a_5 = \frac{32}{3}\)를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (48/96)
오후 4번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수의 활용, 미분계수의 정의와 접선의 방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
미분계수의 정의에 의해 주어진 극한식을 정리한다.
\[ \lim_{h \to 0} \frac{f(a + 3h) - f(a)}{3h} \times 3 = 3f'(a) = 9 \implies f'(a) = 3 \]\[ \lim_{h \to 0} \frac{f(b - 3h) - f(b)}{-3h} \times 3 = 3f'(b) = 9 \implies f'(b) = 3 \]
[단계 2]
도함수 \(f'(x) = 3x^2 - 3x - 3\)이므로, \(a, b\)는 이차방정식 \(3x^2 - 3x - 3 = 3\)의 서로 다른 두 실근이다.
\[ 3x^2 - 3x - 6 = 0 \iff 3(x + 1)(x - 2) = 0 \implies x = -1 \text{ 또는 } x = 2 \]
따라서 \(a + b = (-1) + 2 = 1\)이다.
[단계 3]
접점 \((1, f(1))\)에서의 좌표와 기울기를 구한다.
\[ f(1) = 1^3 - \frac{3}{2}(1)^2 - 3(1) + 4 = \frac{1}{2}, \quad f'(1) = 3(1)^2 - 3(1) - 3 = -3 \]
[단계 4]
접선의 방정식을 구한다.
\[ y - \frac{1}{2} = -3(x - 1) \iff y = -3x + \frac{7}{2} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f'(a) = 3\)을 구한 경우 2점
\(f'(b) = 3\)을 구한 경우 2점
\(a + b = 1, f'(a + b) = f'(1) = -3\)임을 구한 경우 4점
접선의 방정식 \(y = -3x + \frac{7}{2}\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (49/96)
오후 5번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수의 활용, 삼차함수의 극솟값과 극한값
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
도함수 \(f'(x)\)를 구한다.
\[ f'(x) = 3x^2 - 3(a + 1)x + 3a = 3(x - 1)(x - a) \]
\(f'(x) = 0\)을 만족시키는 \(x\)는 \(x = 1\) 또는 \(x = a\)이다.
[단계 2]
\(a > 1\)이므로 \(f(x)\)의 증감표를 작성하면 다음과 같다.
\(x\)\(\cdots\)\(1\)\(\cdots\)\(a\)\(\cdots\)
\(f'(x)\)\(+\)\(0\)\(-\)\(0\)\(+\)
\(f(x)\)\(\nearrow\)극대\(\searrow\)극소\(\nearrow\)

따라서 함수 \(f(x)\)는 \(x = a\)에서 극솟값 \(g(a) = f(a)\)를 갖는다.
[단계 3]
\(g(a) = f(a)\)를 계산하여 식을 정리한다.
\[ \begin{aligned} g(a) = f(a) &= a^3 - \frac{3}{2}(a + 1)a^2 + 3a^2 - \frac{9}{4}a^2 + 3a \\ &= a^3 - \frac{3}{2}a^3 - \frac{3}{2}a^2 + 3a^2 - \frac{9}{4}a^2 + 3a = -\frac{1}{2}a^3 - \frac{3}{4}a^2 + 3a \end{aligned} \]
이를 \(a\)에 대하여 미분하면 \(g'(a) = -\frac{3}{2}a^2 - \frac{3}{2}a + 3 = -\frac{3}{2}(a + 2)(a - 1)\)이다.
[단계 4]
극한값을 계산한다.
\[ \lim_{a \to 1+} \frac{g'(a)}{a - 1} = \lim_{a \to 1+} \frac{-\frac{3}{2}(a + 2)(a - 1)}{a - 1} = \lim_{a \to 1+} \left\{ -\frac{3}{2}(a + 2) \right\} = -\frac{3}{2}(3) = -\frac{9}{2} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f'(x)\)를 바르게 구한 경우 2점
\(g(a) = -\frac{1}{2}a^3 - \frac{3}{4}a^2 + 3a\)를 구한 경우 4점
\(\lim_{a \to 1+} \frac{g'(a)}{a - 1} = -\frac{9}{2}\)를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (50/96)
오후 6번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분의 활용, 두 점의 만남과 움직인 거리
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
두 점의 위치 함수를 구한다. 원점 출발이므로 적분상수는 모두 0이다.
\[ x_1(t) = t^3 - \frac{11}{2}t^2 + 8t, \quad x_2(t) = -t^3 + \frac{5}{2}t^2 \]
두 점이 만나는 시각 \(t \;(t > 0)\)는 \(x_1(t) = x_2(t)\)에서 다음과 같다.
\[ 2t^3 - 8t^2 + 8t = 2t(t - 2)^2 = 0 \implies t = 2 \]
[단계 2]
점 \(\mathrm{P}\)의 속도 \(v_1(t) = (t - 1)(3t - 8)\)의 부호를 판별한다.
- \(0 \le t \le 1\)에서 \(v_1(t) \ge 0\)
- \(1 \le t \le 2\)에서 \(v_1(t) \le 0\)
[단계 3]
시각 \(t = 0\)부터 \(t = 2\)까지 점 \(\mathrm{P}\)가 움직인 거리 \(s = \int_0^2 |v_1(t)|\,dt\)의 적분식을 세운다.
\[ s = \int_0^1 (3t^2 - 11t + 8)\,dt + \int_1^2 (-3t^2 + 11t - 8)\,dt \]
[단계 4]
정적분을 계산한다.
\[ \begin{aligned} s &= \left[ t^3 - \frac{11}{2}t^2 + 8t \right]_0^1 + \left[ -t^3 + \frac{11}{2}t^2 - 8t \right]_1^2 \\ &= \left( 1 - \frac{11}{2} + 8 \right) + \left\{ (-8 + 22 - 16) - \left(-1 + \frac{11}{2} - 8\right) \right\} \\ &= \frac{7}{2} + \left\{ -2 - \left(-\frac{7}{2}\right) \right\} = \frac{7}{2} + \frac{3}{2} = 5 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
점 \(\mathrm{P, Q}\)의 위치를 \(x_1(t) = t^3 - \frac{11}{2}t^2 + 8t\), \(x_2(t) = -t^3 + \frac{5}{2}t^2\)으로 구한 경우 2점
두 점이 만나는 시각 \(t = 2\)를 구한 경우 3점
움직인 거리를 \(\int_0^2 |v_1(t)|\,dt\)로 세우고 부호에 따라 절댓값 없이 적분으로 표현한 경우 3점
움직인 거리를 \(5\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (51/96)
오후 7번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분의 활용, 역함수와 직선으로 둘러싸인 넓이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
문제 해설 다이어그램
▲ [그림] 2024 오후 7번 그래프
[단계 1]
직선 \(y = \frac{1}{3}(x - 2)\)의 역함수를 구하면 \(3y = x - 2 \implies y = 3x + 2\)이다.
함수 \(y = f(x)\)와 역함수 \(y = g(x)\), 그리고 두 직선은 모두 직선 \(y = x\)에 대하여 대칭이다.
따라서 곡선 \(y = g(x)\)와 직선 \(y = \frac{1}{3}(x - 2)\)로 둘러싸인 넓이는 원래의 곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = 3x + 2\)로 둘러싸인 넓이와 같다.
[단계 2]
곡선 \(y = x^2 + 2\)와 직선 \(y = 3x + 2\)의 교점의 \(x\)좌표를 구한다.
\[ x^2 + 2 = 3x + 2 \implies x^2 - 3x = x(x - 3) = 0 \implies x = 0 \text{ 또는 } x = 3 \]
[단계 3]
\(0 \le x \le 3\)에서 \(3x + 2 \ge x^2 + 2\)이므로, 둘러싸인 부분의 넓이 \(S\)는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} S &= \int_0^3 \{(3x + 2) - (x^2 + 2)\}\,dx \\ &= \int_0^3 (-x^2 + 3x)\,dx \\ &= \left[ -\frac{1}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 \right]_0^3 \\ &= -9 + \frac{27}{2} = \frac{9}{2} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(y = \frac{1}{3}(x - 2)\)의 역함수 \(y = 3x + 2\)를 구한 경우 2점
대칭성을 이용하여 구하는 넓이가 \(y = f(x)\)와 \(y = 3x + 2\)로 둘러싸인 넓이와 같음을 설명한 경우 4점
교점의 \(x\)좌표 \(x = 3\)을 구한 경우 2점
넓이를 \(\frac{9}{2}\)로 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (52/96)
오후 8번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수, 다항함수의 추론과 정적분의 최솟값
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 \(x f'(x) = 2f(x) + k\)이다.
\(f(x)\)의 최고차항을 \(a x^n\)이라 하면 \(n a x^n = 2a x^n \implies n = 2\)이므로 \(f(x)\)는 이차함수이다.
[단계 2]
\(f(x) = ax^2 + bx + c\)라 하고 대입하면 다음과 같다.
\[ x(2ax + b) = 2(ax^2 + bx + c) + k \implies 2ax^2 + bx = 2ax^2 + 2bx + 2c + k \]
모든 실수 \(x\)에 대하여 성립하므로 \(b = 0\), \(c = -\frac{k}{2}\)이다.
따라서 \(f(x) = ax^2 - \frac{k}{2}\)이다.
[단계 3]
조건 (나)에서 \(f(x)\)의 최솟값이 \(-3\)이므로 \(a > 0\)이고 \(-\frac{k}{2} = -3 \implies k = 6\)이다.
따라서 \(f(x) = ax^2 - 3\)이다.
\(f(1) \ge 0\) 조건에 의해 \(a - 3 \ge 0 \implies a \ge 3\)이다.
[단계 4]
정적분의 값을 계산하고 최솟값을 구한다.
\[ \int_0^1 f(x)\,dx = \int_0^1 (ax^2 - 3)\,dx = \left[ \frac{a}{3}x^3 - 3x \right]_0^1 = \frac{a}{3} - 3 \]
\(a \ge 3\)이므로 최솟값은 \(a = 3\)일 때 발생하며 다음과 같다.
\[ \text{최솟값} = \frac{3}{3} - 3 = -2 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(n = 2\) (이차함수)를 구한 경우 4점
\(\int_0^x t f'(t)\,dt = 2F(x) + kx\)에서 \(b = 0\)을 구한 경우 3점
\(f(x) = ax^2 - 3\)을 구한 경우 3점
\(a \ge 3\)을 구한 경우 3점
\(\int_0^1 f(x)\,dx\)의 최솟값이 \(a = 3\)일 때 \(-2\)임을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (53/96)
오후 9번 상세해설 및 채점기준
2024학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 다항함수의 추론, 극한과 절댓값 정적분의 성질
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)에서 \(f(x)\)의 최고차항은 \(x^3\)이고 이차항의 계수는 \(-a\)이다.
\(f(x) = x^3 - ax^2 + bx + c\)라 하자.
조건 (나)에서 \(x \to 0\)일 때 \(f(0) = a \implies c = a\)이고, \(f'(0) = b = -1\)이다.
따라서 \(f(x) = x^3 - ax^2 - x + a = (x^2 - 1)(x - a) = (x + 1)(x - 1)(x - a)\)이다.
도함수는 \(f'(x) = 3x^2 - 2ax - 1\)이다.
[단계 2]
\(a > 1\)이므로 \(1 \le x \le a\)에서 \(f(x) \le 0\)이다.
따라서 \(\int_1^a |f(x)|\,dx = -\int_1^a f(x)\,dx\)이다.
조건 (다)에 대입하면 다음과 같다.
\[ \int_{-1}^1 f(x)\,dx = -\int_1^a f(x)\,dx \iff \int_{-1}^1 f(x)\,dx + \int_1^a f(x)\,dx = \int_{-1}^a f(x)\,dx = 0 \]
[단계 3]
정적분을 계산하여 \(a\)를 구한다.
\[ \begin{aligned} \int_{-1}^a (x^3 - ax^2 - x + a)\,dx &= \left[ \frac{1}{4}x^4 - \frac{a}{3}x^3 - \frac{1}{2}x^2 + ax \right]_{-1}^a \\ &= \left( \frac{1}{4}a^4 - \frac{1}{3}a^4 - \frac{1}{2}a^2 + a^2 \right) - \left( \frac{1}{4} + \frac{1}{3}a - \frac{1}{2} - a \right) \\ &= -\frac{1}{12}a^4 + \frac{1}{2}a^2 + \frac{2}{3}a + \frac{1}{4} = 0 \end{aligned} \]
양변에 \(-12\)를 곱하면 \(a^4 - 6a^2 - 8a - 3 = (a - 3)(a + 1)^3 = 0\)이다.
\(a > 1\)이므로 \(a = 3\)이다.
[단계 4]
\(f'(x) = 3x^2 - 6x - 1\)이므로 다음과 같이 \(f'(3)\)을 구한다.
\[ f'(3) = 3(3)^2 - 6(3) - 1 = 27 - 18 - 1 = 8 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f(x)\)의 최고차항은 \(x^3\)이고 이차항의 계수는 \(-a\)임을 구한 경우 4점
\(c = a, b = -1\)을 구한 경우 4점
\(\int_{-1}^1 f(x)\,dx + \int_1^a f(x)\,dx = \int_{-1}^a f(x)\,dx = 0\)이 성립함을 설명한 경우 2점
\(a = 3\)을 구한 경우 3점
\(f'(3) = 8\)을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2024학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (54/96)
오전 1-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수의 그래프와 삼각방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
주어진 방정식에 함수식을 대입하여 정리한다.
\[ 3\sin 2x - 1 = 2 \implies \sin 2x = 1 \]
[단계 2]
\(0 \le x \le \pi\)이므로 \(0 \le 2x \le 2\pi\)이다.
\(\sin 2x = 1\)을 만족시키는 각은 다음과 같다.
\[ 2x = \frac{\pi}{2} \implies x = \frac{\pi}{4} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
문제해결을 위해 그래프의 성질을 이용하거나 방정식을 제시한 경우 3점
특수 각에 대한 사인함수 값을 바르게 구한 경우 7점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (55/96)
오전 1-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수와 삼각함수의 합성함수 최대·최소
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(0 \le x \le \pi\)에서 \(-1 \le \sin 2x \le 1\)이므로 \(f(x) = 3\sin 2x - 1\)의 치역은 다음과 같다.
\[ -4 \le f(x) \le 2 \]
[단계 2]
함수 \(g(x) = 2^{1-x} + 3\)은 밑이 \(2\)인 지수함수에서 지수가 \(-x\)이므로 감소함수이다.
따라서 최댓값은 \(f(x) = -4\)일 때 발생한다.
\[ g(-4) = 2^{1 - (-4)} + 3 = 2^5 + 3 = 35 \]
[단계 3]
최솟값은 \(f(x) = 2\)일 때 발생한다.
\[ g(2) = 2^{1 - 2} + 3 = 2^{-1} + 3 = \frac{1}{2} + 3 = \frac{7}{2} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
주어진 구간에서의 함수 \(f(x)\)의 값을 바르게 이해한 경우 3점
함수 \(g(x)\)가 감소함수임을 이해한 경우 1점
최댓값이 발생하는 점을 바르게 이해하고 구한 경우 3점
최솟값이 발생하는 점을 바르게 이해하고 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (56/96)
오전 1-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수 그래프의 대칭성과 교점
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
그래프는 다음과 같다.
y=f(x)와 y=-3 교점 그래프
[그림] \(y=f(x)\)와 \(y=-3\)의 교점
\(f(x) = 3\sin 2x - 1\)의 주기는 \(\frac{2\pi}{2} = \pi\)이고, 최솟값은 \(x = \frac{3\pi}{4}\)에서 \(-4\)를 가진다.
따라서 함수 \(y = f(x)\)의 그래프는 직선 \(x = \frac{3\pi}{4}\)에 대하여 선대칭이다.
[단계 2]
직선 \(y = -3\)과 만나는 서로 다른 두 점의 \(x\)좌표가 \(a, b\)이므로 대칭성에 의해 다음이 성립한다.
\[ \frac{a + b}{2} = \frac{3}{4}\pi \implies a + b = \frac{3}{2}\pi \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
그래프가 \(x = \frac{3}{4}\pi\)에 대칭임을 파악하고 이를 이용하여 \(a\)와 \(b\)가 \(x = \frac{3}{4}\pi\)에 대칭임을 설명한 경우 7점
\(a + b\)의 값을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (57/96)
오전 1-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 삼각함수 변형과 이차부등식의 항상 성립 조건
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(\sin\left(2x - \frac{\pi}{2}\right) = -\cos 2x\)이므로
\[ \sin^2\left(2x - \frac{\pi}{2}\right) = \cos^2 2x = 1 - \sin^2 2x \] 주어진 부등식에 대입하면 다음과 같다.
\[ 3\sin 2x - 1 \ge k + \sin 2x - (1 - \sin^2 2x) \] 정리하면 \(\sin^2 2x - 2\sin 2x + k \le 0\)이다.
\(t = \sin 2x\)라 하면 \(-1 \le t \le 1\)이고 부등식은 \(g(t) = t^2 - 2t + k \le 0\)이다.
[단계 2]
g(t)의 그래프
[그림] \(g(t)=t^2-2t+k\)
이차함수 \(g(t) = (t - 1)^2 + k - 1\)은 축이 \(t = 1\)인 아래로 볼록한 포물선이다.
구간 \(-1 \le t \le 1\)에서 \(g(t)\)의 최댓값은 대칭축에서 가장 먼 \(t = -1\)에서 갖는다.
\[ g(-1) = (-1)^2 - 2(-1) + k = k + 3 \] 모든 실수 \(x\)에 대하여 부등식이 성립하려면 구간 내 최댓값이 \(0\) 이하이어야 한다.
\[ g(-1) = k + 3 \le 0 \implies k \le -3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\sin(2x)\)의 값의 범위를 알고 \(t = \sin(2x)\)에 관한 부등식으로 변환한 경우 7점
\(-1 \le t \le 1\)에서 \(t\)에 관한 이차함수의 그래프를 파악하고 \(t = -1\)에서 최댓값을 가짐을 설명한 경우 4점
\(k\)의 범위를 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (58/96)
오전 2-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 등비중항과 등비수열의 일반항
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\((a_{n+1})^2 = a_n a_{n+2}\)이므로 수열 \(\{a_n\}\)은 등비수열이다.
첫째항이 \(a_1 = 1\)이고 공비가 \(r = \frac{a_2}{a_1} = 2\)이므로 일반항은 다음과 같다.
\[ a_n = 1 \times 2^{n-1} = 2^{n-1} \]
[단계 2]
따라서 \(n = 5\)를 대입하면 구하는 값은 다음과 같다.
\[ a_5 = 2^{5-1} = 2^4 = 16 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
등비수열임을 서술하거나 첫째항 1, 공비 2임을 서술하거나 일반항 \(a_n = 2^{n-1}\)을 서술하거나 수열의 규칙을 찾아 각 항을 나열한 경우 5점
\(a_5\)의 값을 구한 경우 또는 일반항에 \(n=5\)를 대입하여 구한 경우 또는 수열을 나열하여 다섯 번째 항을 쓴 경우 5점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (59/96)
오전 2-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 등차중항과 수열의 합 공식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(2b_{n+1} = b_n + b_{n+2}\)이므로 수열 \(\{b_n\}\)은 등차수열이다.
첫째항이 \(b_1 = 1\)이고 공차가 \(d = b_2 - b_1 = 3 - 1 = 2\)이므로 일반항은 다음과 같다.
\[ b_n = 1 + (n - 1) \times 2 = 2n - 1 \]
[단계 2]
따라서 \(1 + b_n = 1 + (2n - 1) = 2n\)이므로 \((1 + b_n)^2 = (2n)^2 = 4n^2\)이다.
자연수 거듭제곱의 합 공식을 적용하여 합을 구한다.
\[ \begin{aligned} \sum_{n=1}^{6} (1 + b_n)^2 &= \sum_{n=1}^{6} 4n^2 = 4 \sum_{n=1}^{6} n^2 \\ &= 4 \times \frac{6 \times 7 \times 13}{6} = 4 \times 91 = 364 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
등차수열임을 서술 또는 첫째항 1, 공차 2임을 서술 또는 \(b_n = 2n-1\)을 쓴 경우 또는 규칙을 이용하여 각 항을 나열한 경우 3점
\(\sum_{n=1}^6 (1+b_n)^2 = \sum_{n=1}^6 4n^2\)으로 나타낸 경우 또는 각 항의 규칙을 찾아 나열한 경우 3점
\(\sum\)의 성질을 이용하여 합을 구한 경우 또는 수열을 나열하여 각 항을 더해 합을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (60/96)
오전 2-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 수열의 귀납적 정의와 항의 추론
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
주어진 점화식에 따라 항을 순차적으로 계산한다.
\(c_1 = 6 \ge 5\)이므로 다음이 성립한다.
\[ c_3 = 2c_2 - c_1 = 2(4) - 6 = 2 \]
[단계 2]
\(c_2 = 4 < 5\)이므로 다음이 성립한다.
\[ c_4 = \frac{(c_3)^2}{c_2} = \frac{2^2}{4} = 1 \]
[단계 3]
\(c_3 = 2 < 5\)이므로 \(c_5 = \frac{(c_4)^2}{c_3} = \frac{1^2}{2} = \frac{1}{2}\)이다.
\(c_4 = 1 < 5\)이므로 \(c_6 = \frac{(c_5)^2}{c_4} = \frac{(1/2)^2}{1} = \frac{1}{4}\)이다.
\(c_5 = \frac{1}{2} < 5\)이므로 \(c_7 = \frac{(c_6)^2}{c_5} = \frac{(1/4)^2}{1/2} = \frac{1}{8}\)이다.
\(c_6 = \frac{1}{4} < 5\)이므로 \(c_8 = \frac{(c_7)^2}{c_6} = \frac{(1/8)^2}{1/4} = \frac{1/64}{1/4} = \frac{1}{16}\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
수열 \(\{c_n\}\)의 정의를 이용하여 \(c_3\)을 구한 경우 3점
수열 \(\{c_n\}\)의 정의를 이용하여 \(c_4\)를 구한 경우 4점
\(n \ge 5\)인 경우에 수열 \(\{c_n\}\)의 정의를 정확하게 적용하여 \(c_8\)까지 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (61/96)
오전 2-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 다항함수의 극값과 등차수열의 일반항
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
도함수 \(f'(x)\)를 구하여 극대·극소가 되는 \(x\)값을 찾는다.
\[ f'(x) = x^2 - x - 20 = (x - 5)(x + 4) \] \(f'(x) = 0\)의 근은 \(x = -4, 5\)이다.
도함수의 부호 변화를 조사하면 다음과 같다.
- \(x = -4\)의 좌우에서 \(+\)에서 \(-\)로 바뀌므로 극대이다. 따라서 \(q = -4\).
- \(x = 5\)의 좌우에서 \(-\)에서 \(+\)로 바뀌므로 극소이다. 따라서 \(p = 5\).
[단계 2]
따라서 등차수열 \(\{d_n\}\)에 대하여 \(d_4 = 5\)이고 \(d_7 = -4\)이다.
첫째항을 \(d_1\), 공차를 \(d\)라 두면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} d_4 &= d_1 + 3d = 5 \\ d_7 &= d_1 + 6d = -4 \end{aligned} \] 아래 식에서 위 식을 빼면 \(3d = -9 \implies d = -3\).
\(d_1 + 3(-3) = 5 \implies d_1 = 14\).
따라서 일반항은 \(d_n = 14 + (n - 1)(-3) = -3n + 17\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f'(x)\)를 구하고 \(x = -4, x = 5\)를 구한 경우 3점
\(d_4 = 5\)이고 \(d_7 = -4\)임을 이용하여 등차수열의 첫째항과 공차로 표현한 경우 3점
첫째항과 공차를 구한 경우 6점
일반항 \(d_n\)을 서술한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (62/96)
오전 3-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 도함수와 극솟값
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
도함수 \(f'(x)\)를 구하여 인수분해한다.
\[ f'(x) = 3x^2 + 6x - 9 = 3(x + 3)(x - 1) \] \(f'(x) = 0\)의 근은 \(x = -3, 1\)이다.
[단계 2]
\(f(x)\)는 \(x = -3\)에서 극댓값을 갖고, \(x = 1\)에서 극솟값을 갖는다.
따라서 극솟값은 다음과 같다.
\[ f(1) = 1^3 + 3(1)^2 - 9(1) + 2 = 1 + 3 - 9 + 2 = -3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
도함수 \(f'(x) = 3x^2 + 6x - 9\)를 구한 경우 2점
\(f'=0\)을 이용하여 \(x = -3, 1\)을 구하거나 그래프의 증감을 나타내고 \(x = 1\)에서 극솟값을 가짐을 서술한 경우 4점
\(f(1) = -3\) 값을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (63/96)
오전 3-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수와 곱의 미분법
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
적분과 미분의 관계에 의해 좌변은 \(g(x)\)이다.
\[ g(x) = (x^4 - x^2 + 1)f(x) \]
[단계 2]
양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 함수의 곱의 미분법에 의해 다음과 같다.
\[ g'(x) = (4x^3 - 2x)f(x) + (x^4 - x^2 + 1)f'(x) \]
[단계 3]
[문제 3-1]에서 \(f(1) = -3\)이고 \(f'(1) = 0\)이므로 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} g'(1) &= (4(1)^3 - 2(1))f(1) + (1^4 - 1^2 + 1)f'(1) \\ &= 2f(1) + f'(1) = 2(-3) + 0 = -6 \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(g(x) = (x^4 - x^2 + 1)f(x)\) 식을 쓴 경우 2점
함수의 곱의 미분법을 이해하고 \(g'(x)\)의 식을 맞게 서술한 경우 또는 전개하여 구한 경우 4점
\(f'(1)=0\)과 \(f(1)=-3\)을 이용하여 \(g'(1)\) 값을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (64/96)
오전 3-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 역함수 존재 조건과 판별식
총 배점: 20점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(p(x)\)의 식에 \(f(x)\)를 대입하여 정리한다.
\[ p(x) = (x^3 + 3x^2 - 9x + 2) + mx^2 + 10x - 2 = x^3 + (m + 3)x^2 + x \] 삼차함수 \(p(x)\)의 최고차항의 계수가 양수이므로 역함수가 존재하려면 실수 전체에서 증가함수이어야 한다.
따라서 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(p'(x) \ge 0\)이어야 한다.
[단계 2]
도함수는 \(p'(x) = 3x^2 + 2(m + 3)x + 1 \ge 0\)이다.
이차부등식이 항상 성립하기 위한 판별식 \(D/4 \le 0\)을 적용한다.
\[ \frac{D}{4} = (m + 3)^2 - 3(1) \le 0 \implies (m + 3)^2 \le 3 \] 따라서 \(-\sqrt{3} \le m + 3 \le \sqrt{3} \iff -3 - \sqrt{3} \le m \le -3 + \sqrt{3}\)이다.
\(\sqrt{3} \approx 1.732\)이므로 \(-4.732 \le m \le -1.268\)이다.
이를 만족시키는 정수 \(m\)은 \(-4, -3, -2\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
역함수를 가지기 위한 조건으로 함수가 증가해야 함을 파악하고 식으로 표현한 경우 4점
\(p'(x) \ge 0\)인 조건을 식으로 명시한 경우 4점
\(m\)의 범위를 구한 경우 6점
정수 \(m\)을 구한 경우 6점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (65/96)
오전 3-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 역함수와의 교점 및 두 곡선 사이의 넓이
총 배점: 20점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(h(x)\)의 식을 정리한다.
\[ h(x) = (x^3 + 3x^2 - 9x + 2) - 4x^2 + 10x - 2 = x^3 - x^2 + x \] \(h'(x) = 3x^2 - 2x + 1 = 3\left(x - \frac{1}{3}\right)^2 + \frac{2}{3} > 0\)이므로 \(h(x)\)는 증가함수이다.
따라서 \(y = h(x)\)와 역함수 \(y = k(x)\)의 교점은 \(y = h(x)\)와 직선 \(y = x\)의 교점과 같다.
\[ x^3 - x^2 + x = x \implies x^2(x - 1) = 0 \iff x = 0 \text{ (중근)}, x = 1 \] \(x = 0\)에서 \(h'(0) = 1\)이므로 직선 \(y = x\)는 \(x = 0\)에서 곡선 \(y = h(x)\)의 접선이다.
[단계 2]
y=h(x)와 역함수 y=k(x) 둘러싸인 도형
[그림] \(y=h(x)\)와 \(y=k(x)\)의 넓이
구하려는 넓이는 곡선 \(y = h(x)\)와 직선 \(y = x\)로 둘러싸인 도형의 넓이의 두 배이다.
구간 \([0, 1]\)에서 \(x \ge h(x)\)이므로 구하는 넓이는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \text{넓이} &= 2 \int_0^1 (x - h(x))\,dx \\ &= 2 \int_0^1 \{x - (x^3 - x^2 + x)\}\,dx \\ &= 2 \int_0^1 (-x^3 + x^2)\,dx \\ &= 2 \left[ -\frac{1}{4}x^4 + \frac{1}{3}x^3 \right]_0^1 \\ &= 2 \left( -\frac{1}{4} + \frac{1}{3} \right) \\ &= 2 \times \frac{1}{12} = \frac{1}{6} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(h(x)\)는 증가함수이므로 역함수와 교점은 \(y = x\)와의 교점과 같음을 파악한 경우 3점
\(h(x)\)와 \(y = x\)의 교점의 \(x\)좌표를 구한 경우 4점
구하려는 넓이가 \(y = h(x)\)와 \(y = x\)로 둘러싸인 도형의 넓이의 두 배임을 파악하고 적분식으로 표현한 경우 8점
적분 식을 계산한 경우 5점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (66/96)
오후 1-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수의 역함수와 지수법칙
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(f(x) = \log_2 x\)의 역함수는 지수함수 \(g(x) = 2^x\)이다.
\(f(3) = \log_2 3 = a\), \(f(5) = \log_2 5 = b\)이므로 다음이 성립한다.
\[ 3a = 3\log_2 3 = \log_2 3^3 = \log_2 27, \quad 2b = 2\log_2 5 = \log_2 5^2 = \log_2 25 \]
[단계 2]
따라서 \(g(3a - 2b)\)에 지수법칙을 적용하여 계산한다.
\[ g(3a - 2b) = 2^{3a - 2b} = \frac{2^{3a}}{2^{2b}} = \frac{2^{3\log_2 3}}{2^{2\log_2 5}} = \frac{2^{\log_2 27}}{2^{\log_2 25}} = \frac{27}{25} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
로그함수와 지수함수의 성질을 이용하여 함수 \(g(x)\)를 제시한 경우 2점
문제해결을 위한 식을 바르게 나타낸 경우 5점
지수와 로그의 성질을 이용하여 계산을 바르게 한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (67/96)
오후 1-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수와 이차함수의 합성 최대·최소
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
지수의 이차식 \(t = x^2 - 4x + 6 = (x - 2)^2 + 2\)의 범위를 구한다.
\(1 \le x \le 4\)에서 포물선의 꼭짓점 \(x = 2\)가 구간에 포함되므로
- 최솟값은 \(x = 2\)일 때 \(t = 2\)이다.
- 최댓값은 꼭짓점에서 가장 먼 \(x = 4\)일 때 \(t = (4 - 2)^2 + 2 = 6\)이다.
따라서 \(2 \le t \le 6\)이다.
[단계 2]
함수 \(y = \left(\frac{1}{2}\right)^t\)는 밑이 \(0 < \frac{1}{2} < 1\)이므로 감소함수이다.
- 최댓값은 지수가 최소인 \(t = 2\)일 때 발생한다.
\[ \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} \] - 최솟값은 지수가 최대인 \(t = 6\)일 때 발생한다.
\[ \left(\frac{1}{2}\right)^6 = \frac{1}{64} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
주어진 구간에서 이차함수의 최댓값과 최솟값을 바르게 구한 경우 3점
주어진 지수함수가 감소함수임을 이해한 경우 1점
최댓값이 발생하는 점을 바르게 이해하고 구한 경우 3점
최솟값이 발생하는 점을 바르게 이해하고 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (68/96)
오후 1-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수와 역함수의 교점
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(a > 1\)이므로 함수 \(y = a^{x-m}\)은 증가함수이다.
증가함수의 그래프와 그 역함수의 그래프의 교점은 직선 \(y = x\) 위에 존재한다.
두 교점의 \(x\)좌표가 각각 \(1\)과 \(3\)이므로 두 교점의 좌표는 \((1, 1)\)과 \((3, 3)\)이다.
[단계 2]
두 점 \((1, 1)\), \((3, 3)\)을 곡선 \(y = a^{x-m}\)의 식에 각각 대입한다.
\[ a^{1-m} = 1, \quad a^{3-m} = 3 \] \(a > 1\)이므로 \(a^0 = 1\)에서 \(1 - m = 0 \implies m = 1\)이다.
\(m = 1\)을 두 번째 식에 대입하면 다음과 같다.
\[ a^{3-1} = a^2 = 3 \implies a = \sqrt{3} \quad (\because a > 1) \] 따라서 \(a = \sqrt{3}, m = 1\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
역함수와의 교점이 \(y = x\)와의 교점과 같음을 설명하고 교점 \((1, 1)\)과 \((3, 3)\)을 찾는 경우 4점
\(a\)와 \(m\)을 구하기 위한 방정식을 정확히 구한 경우 3점
\(a = \sqrt{3}\)와 \(m = 1\)의 값을 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (69/96)
오후 1-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차방정식이 서로 다른 세 실근을 가질 조건
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + (1 + \log_2 a)\)라 두자.
도함수를 구하여 극값을 조사한다.
\[ f'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2) \] \(f'(x) = 0\)의 해는 \(x = 0, 2\)이다.
\(f(x)\)는 \(x = 0\)에서 극대, \(x = 2\)에서 극소를 가진다.
[단계 2]
삼차방정식 \(f(x) = 0\)이 서로 다른 세 실근을 가지려면 (극댓값) \(\times\) (극솟값) \(< 0\)이어야 한다.
\[ \begin{aligned} f(0) &= 1 + \log_2 a \\ f(2) &= 2^3 - 3(2)^2 + (1 + \log_2 a) = 8 - 12 + 1 + \log_2 a = \log_2 a - 3 \end{aligned} \] 따라서 다음 부등식을 얻는다.
\[ (1 + \log_2 a)(\log_2 a - 3) < 0 \implies -1 < \log_2 a < 3 \] 밑이 \(2\)인 지수부등식으로 변환하면 다음과 같다.
\[ 2^{-1} \lt a \lt 2^3 \iff \frac{1}{2} \lt a \lt 8 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
삼차함수와 \(x\)축과의 교점 또는 상수함수와의 교점의 개수를 구하는 문제로 해석한 경우 2점
삼차함수의 극대와 극소가 될 수 있는 \(x\)의 값을 찾은 경우 3점
증감을 이용하여 그래프의 개형을 파악한 경우 4점
세 실근을 가지는 조건을 명시하고 부등식을 구한 경우 6점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (70/96)
오후 2-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 도함수와 극솟값
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
도함수 \(f'(x)\)를 구하여 인수분해한다.
\[ f'(x) = x^2 + 2x - 3 = (x + 3)(x - 1) \] \(f'(x) = 0\)의 근은 \(x = -3, 1\)이다.
[단계 2]
증감표에 의해 \(f'(x)\)는 \(x = -3\)에서 극대, \(x = 1\)에서 극소를 가진다.
따라서 극솟값은 다음과 같다.
\[ f(1) = \frac{1}{3}(1)^3 + 1^2 - 3(1) + \frac{2}{3} = \frac{1}{3} + 1 - 3 + \frac{2}{3} = -1 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
다항함수의 도함수를 바르게 구한 경우 3점
다항함수의 증가와 감소를 조사하여 극솟값이 발생하는 점을 이해한 경우 4점
극솟값 \(f(1)\)을 바르게 계산한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (71/96)
오후 2-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 곱의 미분법과 접선의 기울기
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
곡선 \(y = g(x)\) 위의 점 \((1, g(1))\)에서의 접선의 기울기가 \(3\)이므로 \(g'(1) = 3\)이다.
[문제 2-1]에서 \(f(1) = -1\)이고, \(f'(x) = x^2 + 2x - 3\)이므로 \(f'(1) = 0\)이다.
[단계 2]
함수의 곱의 미분법에 의해 \(h'(x)\)를 구한다.
\[ h'(x) = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) \] \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ h'(1) = f'(1)g(1) + f(1)g'(1) = 0 \times g(1) + (-1) \times 3 = -3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
극솟값 \(f(1)\)을 바르게 계산한 경우 3점
도함수 \(f'(x)\)를 바르게 구한 경우 또는 [문제 2-1]에 의해서 \(f'(1)\)의 값을 구한 경우 2점
함수 \(h(x)\)의 도함수를 바르게 구한 경우 3점
미분계수 \(h'(1)\)의 값을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (72/96)
오후 2-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 도함수의 활용과 부등식이 항상 성립할 조건
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
부등식의 식을 이항하여 정리한다.
\[ f(x) - \left(-3x^2 + 17x + \frac{1}{3}\right) \ge a \] 좌변의 함수를 \(h(x)\)라 정의하자.
\[ \begin{aligned} h(x) &= \left(\frac{1}{3}x^3 + x^2 - 3x + \frac{2}{3}\right) - \left(-3x^2 + 17x + \frac{1}{3}\right) \\ &= \frac{1}{3}x^3 + 4x^2 - 20x + \frac{1}{3} \end{aligned} \]
[단계 2]
도함수 \(h'(x)\)를 구하여 인수분해한다.
\[ h'(x) = x^2 + 8x - 20 = (x + 10)(x - 2) \] \(x > 0\)인 범위에서 \(h'(x) = 0\)의 근은 \(x = 2\)뿐이다.
\(0 \lt x \lt 2\)에서 \(h'(x) < 0\) (감소), \(x > 2\)에서 \(h'(x) > 0\) (증가)이므로
\(h(x)\)는 \(x = 2\)에서 최솟값을 갖는다.
\[ \begin{aligned} h(2) &= \frac{1}{3}(8) + 4(4) - 20(2) + \frac{1}{3} = \frac{8}{3} + 16 - 40 + \frac{1}{3} \\ &= \frac{9}{3} - 24 = 3 - 24 = -21 \end{aligned} \] \(x > 0\)인 모든 실수에 대하여 \(h(x) \ge a\)가 성립하려면 최솟값이 \(a\) 이상이어야 한다.
\[ a \le -21 \] 따라서 실수 \(a\)의 최댓값은 \(-21\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(x > 0\)에서 삼차함수와 상수함수의 대소를 비교하는 문제로 해석한 경우 2점
\(x > 0\)에서 삼차함수의 극대와 극소가 될 수 있는 \(x\)의 값을 찾은 경우 2점
\(x > 0\)에서 그래프의 개형을 파악한 경우 4점
\(a\)의 최댓값을 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (73/96)
오후 2-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 닫힌구간에서의 최솟값 조건과 그래프 분석
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
[문제 2-1]에 의해 \(f(x)\)는 \(x = 1\)에서 극솟값 \(-1\)을 가진다.
따라서 직선 \(y = -1\)은 곡선 \(y = f(x)\)에 \(x = 1\)에서 접한다.
\(f(x) = -1\)의 다른 교점을 구하면 다음과 같다.
\[ \frac{1}{3}x^3 + x^2 - 3x + \frac{2}{3} = -1 \iff x^3 + 3x^2 - 9x + 5 = 0 \] \(x = 1\)이 중근이므로 조립제법으로 인수분해하면 \((x - 1)^2(x + 5) = 0\)이다.
따라서 다른 한 교점은 \((-5, -1)\)이다.
[단계 2]
y=f(x)와 구간 [k, k+2] 그래프
[그림] \(y=f(x)\)와 \(y=-1\)
닫힌구간 \([k, k+2]\)에서 \(f(x)\)의 최솟값이 \(-1\)이 되는 경우는 다음과 같다.
(1) 교점 \((-5, -1)\)을 지나는 경우:
\(f(-5) = -1\)이고 \(x < -5\)에서는 \(f(x) < -1\)이므로 구간의 왼쪽 끝점이 \(-5\)이어야 최솟값이 \(-1\)이 된다.
따라서 \(k = -5\)이다. (이때 구간은 \([-5, -3]\)이며 \(f(-3) = \frac{29}{3}\)이므로 최솟값은 \(f(-5) = -1\))
(2) 극소점 \((1, -1)\)을 포함하는 경우:
구간 \([k, k+2]\)가 극소점 \(x = 1\)을 포함하면 구간 내 최솟값은 극솟값 \(-1\)이 된다.
단, \(x < -5\)에서는 함숫값이 \(-1\)보다 작아지므로 구간의 왼쪽 끝 \(k \ge -1\)이어야 한다.
\[ k \le 1 \le k + 2 \iff -1 \le k \le 1 \] 따라서 정수 \(k\)의 값은 \(-1, 0, 1\)이다.
(1), (2)에 의하여 구하는 정수 \(k\)는 \(-5, -1, 0, 1\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f(x)\)의 그래프 개형을 파악한 경우 3점
\([k, k+2]\)가 \(x = 1\)을 포함해야 함을 파악하고 정수 \(k\)의 값 \(-1, 0, 1\)을 구한 경우 6점
\(f(-5) = f(1) = -1\)임을 파악하고 \(k = -5\)를 구한 경우 6점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (74/96)
오후 3-1번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ·Ⅱ
핵심개념: 함수의 관계식과 특정 함숫값의 계산
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (나) 식에 \(x = 0\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ f(0 + 2) = \sqrt{3}f(0) \implies f(2) = \sqrt{3}f(0) \] 조건 (가)에 의해 \(1 \le 2 \le 3\)이므로 \(f(2) = 1 - (2 - 2)^2 = 1\)이다.
따라서 \(f(0)\)의 값은 다음과 같다.
\[ f(0) = \frac{1}{\sqrt{3}}f(2) = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3} \]
[단계 2]
조건 (라) 식에 \(x = 0\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ g(0 + 2) = \sqrt{3}g(0) \implies g(2) = \sqrt{3}g(0) \] 조건 (다)에 의해 \(2 \le 2 \le 3\)이므로 \(g(2) = (2 - 3)^2 = (-1)^2 = 1\)이다.
따라서 \(g(0)\)의 값은 다음과 같다.
\[ g(0) = \frac{1}{\sqrt{3}}g(2) = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
조건 (나)에 \(x = 0\)을 대입하면 \(f(0+2) = \sqrt{3}f(0)\)이고, (가)식에 의해 \(f(2)=1\)임을 이용하여 \(f(0)\) 값을 구한 경우 5점
조건 (라)식에 \(x = 0\)을 대입하면 \(g(0+2) = \sqrt{3}g(0)\)이고, (다)식에 의해 \(g(2)=1\)임을 이용하여 \(g(0)\) 값을 구한 경우 5점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (75/96)
오후 3-2번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 주기적 함수 위의 점과 직각삼각형의 삼각비
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가), (나)에 의해 세 점의 좌표를 각각 구한다.
- \(f(5) = \sqrt{3}f(3) = \sqrt{3}(1 - (3-2)^2) = 0 \implies A(5, 0)\)
- \(f(6) = \sqrt{3}f(4) = (\sqrt{3})^2 f(2) = 3(1) = 3 \implies B(6, 3)\)
- \(f(7) = \sqrt{3}f(5) = \sqrt{3}(0) = 0 \implies C(7, 0)\)
점 \(A(5, 0)\)과 점 \(C(7, 0)\)은 모두 \(x\)축 위의 점이다.
[단계 2]
삼각형 ABC와 직각삼각형 ABH
[그림] 삼각형 \(ABC\)와 수선의 발 \(H\)
점 \(B(6, 3)\)에서 직선 \(AC\) (\(x\)축)에 내린 수선의 발을 \(H\)라 하면 \(H(6, 0)\)이다.
직각삼각형 \(ABH\)에서 밑변과 높이는 다음과 같다.
\[ \overline{AH} = 6 - 5 = 1, \quad \overline{BH} = 3 - 0 = 3 \] 피타고라스 정리에 의해 빗변의 길이는 다음과 같다.
\[ \overline{AB} = \sqrt{\overline{AH}^2 + \overline{BH}^2} = \sqrt{1^2 + 3^2} = \sqrt{10} \] 따라서 \(\sin A\)의 값은 다음과 같다.
\[ \sin A = \frac{\overline{BH}}{\overline{AB}} = \frac{3}{\sqrt{10}} = \frac{3\sqrt{10}}{10} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(f(x)\)의 조건식에 의해 점 \(A, B, C\)의 좌표를 각각 구한 경우 또는 그래프를 그려 표시한 경우 3점
그래프를 그려서 수선의 발 \(H\)를 표시하고 \(\triangle ABH\)가 직각삼각형임을 이용하여 선분 \(\overline{AB}\)의 길이를 구한 경우 3점
\(\triangle ABH\)에서 \(\sin A\)의 값을 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (76/96)
오후 3-3번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 수열의 합과 등비수열의 합 공식
총 배점: 20점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
조건 (가)에 의해 \(f(1) = 1 - (1 - 2)^2 = 0\)이다.
조건 (나)에 의해 다음이 성립한다.
\[ f(3) = \sqrt{3}f(1) = 0, \quad f(5) = \sqrt{3}f(3) = 0, \quad \cdots \] 따라서 \(n\)이 홀수일 때 \(f(n) = 0\)이다.
[단계 2]
짝수 항의 경우, 조건 (가)에 의해 \(f(2) = 1 - (2 - 2)^2 = 1\)이다.
조건 (나)에 의해 \(f(n+2) = \sqrt{3}f(n)\)이므로 짝수 항들은 첫째항이 \(1\), 공비가 \(\sqrt{3}\)인 등비수열을 이룬다.
\[ f(2) = 1, \quad f(4) = \sqrt{3}, \quad f(6) = (\sqrt{3})^2, \quad \dots, \quad f(12) = (\sqrt{3})^5 \]
[단계 3]
따라서 구하는 합은 짝수 항 6개의 등비수열의 합이다.
\[ \begin{aligned} \sum_{n=1}^{13} f(n) &= f(2) + f(4) + f(6) + f(8) + f(10) + f(12) \\ &= 1 + \sqrt{3} + (\sqrt{3})^2 + (\sqrt{3})^3 + (\sqrt{3})^4 + (\sqrt{3})^5 \\ &= \frac{(\sqrt{3})^6 - 1}{\sqrt{3} - 1} = \frac{27 - 1}{\sqrt{3} - 1} = \frac{26}{\sqrt{3} - 1} \\ &= \frac{26(\sqrt{3} + 1)}{(\sqrt{3} - 1)(\sqrt{3} + 1)} = \frac{26(\sqrt{3} + 1)}{2} = 13(\sqrt{3} + 1) \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(n\)이 홀수일 때 \(f(n) = 0\)임을 파악한 경우 7점
\(n\)이 짝수인 경우 첫째항이 1이고 공비가 \(\sqrt{3}\)인 등비수열임을 파악한 경우 7점
합을 구한 경우 6점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (77/96)
오후 3-4번 상세해설 및 채점기준
2023학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분의 활용과 두 곡선 사이의 넓이
총 배점: 20점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
두 곡선 y=f(x), y=g(x) 둘러싸인 도형
[그림] 둘러싸인 영역 \(A_1, A_2, A_3, A_4\)
구간 \([1, 3]\)에서 두 곡선의 개형을 살펴보면 \(x = 2\)에 대하여 대칭이다.
따라서 영역 \(A_1\)과 \(A_2\)의 넓이는 같다 (\(A_1 = A_2\)).
\[ \begin{aligned} A_1 &= \int_1^2 [f(x) - g(x)]\,dx \\ &= \int_1^2 [1 - (x - 2)^2 - (x - 1)^2]\,dx \\ &= \int_1^2 (-2x^2 + 6x - 4)\,dx \\ &= \left[ -\frac{2}{3}x^3 + 3x^2 - 4x \right]_1^2 \\ &= \left(-\frac{16}{3} + 12 - 8\right) - \left(-\frac{2}{3} + 3 - 4\right) \\ &= -\frac{4}{3} - \left(-\frac{5}{3}\right) = \frac{1}{3} \end{aligned} \] 따라서 구간 \([1, 3]\)에서의 넓이는 \(A_1 + A_2 = 2A_1 = \frac{2}{3}\)이다.
[단계 2]
구간 \([3, 5]\)에서는 조건 (나), (라)에 의해 \(f(x) = \sqrt{3}f(x-2)\), \(g(x) = \sqrt{3}g(x-2)\)이다.
따라서 두 곡선의 차는 구간 \([1, 3]\)의 곡선의 차의 \(\sqrt{3}\)배이다.
\[ \begin{aligned} A_3 &= \sqrt{3}\int_3^4 [1 - (x - 4)^2 - (x - 3)^2]\,dx \\ &= \sqrt{3} A_1 = \frac{\sqrt{3}}{3} \end{aligned} \] 대칭성에 의해 \(A_4 = A_3\)이므로 구간 \([3, 5]\)에서의 넓이는 다음과 같다.
\[ A_3 + A_4 = 2A_3 = 2 \times \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{2\sqrt{3}}{3} \] 따라서 닫힌구간 \([1, 5]\)에서 둘러싸인 도형의 전체 넓이는 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \text{전체 넓이} &= 2A_1 + 2A_3 \\ &= \frac{2}{3} + \frac{2\sqrt{3}}{3} = \frac{2(1 + \sqrt{3})}{3} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(1 \le x \le 3\)일 때 도형을 대칭성 등을 이용하여 정확하게 파악하고 넓이를 구하는 적분식을 표현한 경우 5점
\(1 \le x \le 3\)일 때 도형의 넓이를 정확하게 구한 경우 4점
\(3 \le x \le 5\)일 때 도형을 대칭성 등을 이용하여 정확하게 파악하고 넓이를 구하는 적분식을 표현한 경우 5점
\(3 \le x \le 5\)일 때 도형의 넓이를 정확하게 구한 경우 4점
전체 도형의 넓이를 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2023학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (78/96)
오전 1-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수의 역함수와 점근선
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) \(g(3) = \alpha\)라 하면 역함수의 정의에 의해 \(f(\alpha) = 3\)이다.
\[ \log_3(\alpha - 1) + 2 = 3 \implies \log_3(\alpha - 1) = 1 \] \[ \alpha - 1 = 3 \implies \alpha = 4 \] 따라서 \(g(3) = 4\)이다.
[단계 2]
(2) 함수 \(f(x) = \log_3(x-1) + 2\)의 그래프의 점근선은 진수 조건 \(x-1 > 0\)의 경계인 직선 \(x = 1\)이다.
함수 \(g(x)\)는 \(f(x)\)의 역함수이므로 \(y = g(x)\)의 점근선은 직선 \(y = 1\)이다.
따라서 \(p = 1\)이다.
함수 \(y = \log_2 x - p = \log_2 x - 1\)의 그래프와 직선 \(y = 1\)이 만나는 점의 \(x\)좌표는 다음과 같다.
\[ \log_2 x - 1 = 1 \implies \log_2 x = 2 \implies x = 2^2 = 4 \] 따라서 \(k = 4\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(g(3) = 4\)를 바르게 구한 경우 3점
함수 \(y = g(x)\)의 그래프의 점근선 직선 \(y = 1\)을 바르게 구한 경우 3점
함수 \(y = \log_2 x - p\)의 그래프와 직선 \(y = p\)가 만나는 점의 \(x\)좌표 \(k = 4\)를 바르게 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (79/96)
오전 1-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수의 교점과 코사인법칙
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) 함수 \(g(x)\)는 \(f(x)\)의 역함수이므로, 두 곡선 \(y = g(x)\)와 \(y = g(-x+n)\)이 점 \((a_n, b_n)\)에서 만나면, \(y = x\) 대칭에 의해 함수 \(y = f(x)\)의 그래프와 함수 \(-y + n = f(x)\)의 그래프는 점 \((b_n, a_n)\)에서 만난다.
따라서 다음 연립방정식이 성립한다.
\[ \begin{aligned} a_n &= \log_3(b_n - 1) + 2 \quad \cdots\cdots \text{㉠} \\ -a_n + n &= \log_3(b_n - 1) + 2 \quad \cdots\cdots \text{㉡} \end{aligned} \] ㉠과 ㉡의 좌변이 같으므로 \(a_n = -a_n + n \implies 2a_n = n \implies a_n = \frac{n}{2}\)이다.
이를 ㉠에 대입하면 \(\log_3(b_n - 1) = \frac{n}{2} - 2\)이므로 \(b_n - 1 = 3^{\frac{n}{2} - 2}\)이다.
따라서 \(a_n = \frac{n}{2}\), \(b_n = 3^{\frac{n}{2}-2} + 1\)이다.
[단계 2]
(2) \(n = 4\)일 때 \(a_4 = 2\), \(b_4 = 3^{2-2} + 1 = 2\)이므로 \(P(2, 2)\)이다.
\(n = 6\)일 때 \(a_6 = 3\), \(b_6 = 3^{3-2} + 1 = 4\)이므로 \(Q(3, 4)\)이다.
세 변의 길이를 각각 구하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \overline{OP} &= \sqrt{2^2 + 2^2} = 2\sqrt{2} \\ \overline{OQ} &= \sqrt{3^2 + 4^2} = 5 \\ \overline{PQ} &= \sqrt{(3-2)^2 + (4-2)^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5} \end{aligned} \] 삼각형 \(OPQ\)에서 코사인법칙에 의하여 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \cos(\angle POQ) &= \frac{\overline{OP}^2 + \overline{OQ}^2 - \overline{PQ}^2}{2 \times \overline{OP} \times \overline{OQ}} \\ &= \frac{(2\sqrt{2})^2 + 5^2 - (\sqrt{5})^2}{2 \times 2\sqrt{2} \times 5} \\ &= \frac{8 + 25 - 5}{20\sqrt{2}} = \frac{28}{20\sqrt{2}} = \frac{7}{5\sqrt{2}} = \frac{7\sqrt{2}}{10} \end{aligned} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
두 함수의 그래프의 교점의 \(x\)좌표 \(a_n = \frac{n}{2}\)을 바르게 구한 경우 2점
두 함수의 그래프의 교점의 \(y\)좌표 \(b_n = 3^{\frac{n}{2}-2} + 1\)을 바르게 구한 경우 2점
두 점 \(P(2, 2)\), \(Q(3, 4)\)를 바르게 구한 경우 2점
\(\cos(\angle POQ) = \frac{7\sqrt{2}}{10}\)를 바르게 구한 경우 4점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (80/96)
오전 1-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 로그함수 그래프 위의 점과 선분의 길이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
[1-1]의 (2)에서 \(k = 4\)이므로 직선의 방정식은 \(y = \frac{4}{4} = 1\)이다.
직선 \(y = 1\)과 \(y = \log_a x\)의 교점은 \(A(a, 1)\)이고,
직선 \(y = 1\)과 \(y = \log_4 x\)의 교점은 \(B(4, 1)\)이다.
점 \(C(1, 1)\)에 대하여 세 점 \(A, B, C\)는 모두 직선 \(y = 1\) 위에 존재한다.
따라서 선분의 길이는 각각 다음과 같다.
\[ \overline{AB} = |a - 4|, \quad \overline{AC} = |a - 1| \]
[단계 2]
조건 \(\overline{AB} = 2\overline{AC}\)에 대입하면 다음과 같다.
\[ |a - 4| = 2|a - 1| \] 양변을 제곱하여 풀면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} (a - 4)^2 &= 4(a - 1)^2 \\ a^2 - 8a + 16 &= 4(a^2 - 2a + 1) \\ a^2 - 8a + 16 &= 4a^2 - 8a + 4 \\ 3a^2 &= 12 \implies a^2 = 4 \implies a = 2 \text{ 또는 } a = -2 \end{aligned} \] 문제 조건에서 \(a > 1, a \neq 4\)이므로 구하는 값은 \(a = 2\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(1 \lt a \lt 4\)일 때 \(a = 2\)를 바르게 구한 경우 4점
\(a > 4\)일 때 \(a = -2\)이면 조건을 만족시키지 못함을 바르게 설명한 경우 4점
조건 \(a > 1, a \neq 4\)를 만족하는 \(a = 2\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (81/96)
오전 2-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 극값과 법선의 방정식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) 함수 \(f(x)\)가 \(x = 2\)에서 극솟값 \(-2\)를 가지므로 \(f(2) = -2\), \(f'(2) = 0\)이다.
\(f(2) = -2\)에서 다음이 성립한다.
\[ 8 + 4a + 2b + 2 = -2 \implies 4a + 2b = -12 \implies 2a + b = -6 \quad \cdots\cdots \text{㉠} \] \(f'(x) = 3x^2 + 2ax + b\)이므로 \(f'(2) = 0\)에서 다음이 성립한다.
\[ 12 + 4a + b = 0 \implies 4a + b = -12 \quad \cdots\cdots \text{㉡} \] ㉡에서 ㉠을 빼면 \(2a = -6 \implies a = -3\)이고, 이를 ㉠에 대입하면 \(b = 0\)이다.
따라서 구하는 함수는 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2\)이다.
[단계 2]
(2) \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2\), \(f'(x) = 3x^2 - 6x\)에서 다음과 같다.
\[ f(3) = 27 - 27 + 2 = 2, \quad f'(3) = 27 - 18 = 9 \] 따라서 곡선 \(y = f(x)\) 위의 점 \(P(3, 2)\)에서의 접선의 기울기는 \(9\)이므로, 점 \(P\)에서의 접선과 수직인 직선(법선)의 기울기는 \(-\frac{1}{9}\)이다.
점 \(P(3, 2)\)를 지나고 기울기가 \(-\frac{1}{9}\)인 직선의 방정식은 다음과 같다.
\[ y - 2 = -\frac{1}{9}(x - 3) \implies y = -\frac{1}{9}x + \frac{1}{3} + 2 = -\frac{1}{9}x + \frac{7}{3} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(a = -3, b = 0\)을 바르게 구한 경우 4점
함수 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2\)를 바르게 구한 경우 1점
점 \(P\)에서의 접선과 수직인 직선의 기울기 \(-\frac{1}{9}\)을 바르게 구한 경우 2점
직선의 방정식 \(y = -\frac{1}{9}x + \frac{7}{3}\)을 바르게 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (82/96)
오전 2-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차곡선과 직선으로 둘러싸인 넓이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2\)이므로 곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = x - 1\)의 교점의 \(x\)좌표를 구한다.
곡선 y=f(x)와 직선 y=x-1의 교점 및 둘러싸인 영역
[그림] \(y=f(x)\)와 \(y=x-1\)
\[ \begin{aligned} x^3 - 3x^2 + 2 = x - 1 &\implies x^3 - 3x^2 - x + 3 = 0 \\ &\implies x^2(x - 3) - (x - 3) = 0 \\ &\implies (x^2 - 1)(x - 3) = 0 \\ &\implies (x + 1)(x - 1)(x - 3) = 0 \end{aligned} \] 따라서 세 교점의 \(x\)좌표는 \(x = -1\), \(x = 1\), \(x = 3\)이다.
[단계 2]
곡선과 직선으로 둘러싸인 부분의 넓이를 \(S\)라 하면 구간별 대소관계에 의해 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} S &= \int_{-1}^1 \{(x^3 - 3x^2 + 2) - (x - 1)\}\,dx \\ &\quad + \int_1^3 \{(x - 1) - (x^3 - 3x^2 + 2)\}\,dx \end{aligned} \] 첫 번째 적분은 대칭성을 활용하여 우함수·기함수 정리를 적용한다.
\[ \begin{aligned} \int_{-1}^1 (x^3 - 3x^2 - x + 3)\,dx &= 2\int_0^1 (-3x^2 + 3)\,dx \\ &= 2\left[-x^3 + 3x\right]_0^1 \\ &= 2(-1 + 3) = 4 \end{aligned} \] 두 번째 적분을 계산한다.
\[ \begin{aligned} \int_1^3 (-x^3 + 3x^2 + x - 3)\,dx &= \left[-\frac{1}{4}x^4 + x^3 + \frac{1}{2}x^2 - 3x\right]_1^3 \\ &= \left(-\frac{81}{4} + 27 + \frac{9}{2} - 9\right) \\ &\quad - \left(-\frac{1}{4} + 1 + \frac{1}{2} - 3\right) \\ &= \frac{9}{4} - \left(-\frac{7}{4}\right) = \frac{16}{4} = 4 \end{aligned} \] 따라서 구하는 둘러싸인 부분의 넓이는 다음과 같다.
\[ S = 4 + 4 = 8 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = x - 1\)의 교점의 \(x\)좌표 \(x = -1, 1, 3\)을 바르게 구한 경우 3점
둘러싸인 부분의 넓이를 정적분 식 \(\int_{-1}^1 \cdots dx + \int_1^3 \cdots dx\)로 바르게 나타낸 경우 5점
둘러싸인 부분의 넓이 \(S = 8\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (83/96)
오전 2-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 증가 조건과 판별식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - 3x^2 + 2\)이므로 \(g(x)\)를 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} g(x) &= (x^3 - 3x^2 + 2) + (3 - c)x^2 + cx - 2 \\ &= x^3 - cx^2 + cx \end{aligned} \]
[단계 2]
조건 \((x_1 - x_2)\{g(x_1) - g(x_2)\} > 0\)은 \(x_1 > x_2\)일 때 \(g(x_1) > g(x_2)\)이고, \(x_1 < x_2\)일 때 \(g(x_1) < g(x_2)\)임을 의미하므로, 함수 \(g(x)\)는 실수 전체의 집합에서 증가함수이다.
삼차함수 \(g(x)\)가 실수 전체에서 증가하기 위한 필요충분조건은 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(g'(x) \ge 0\)인 것이다.
\[ g'(x) = 3x^2 - 2cx + c \ge 0 \] 이차방정식 \(3x^2 - 2cx + c = 0\)의 판별식을 \(D\)라 할 때, 항상 \(0\) 이상이 되려면 \(D \le 0\)이어야 한다.
\[ \frac{D}{4} = (-c)^2 - 3c = c^2 - 3c \le 0 \implies c(c - 3) \le 0 \] 따라서 \(0 \le c \le 3\)이다.
그러므로 구하는 실수 \(c\)의 최댓값은 \(3\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(g(x) = x^3 - cx^2 + cx\)를 바르게 구한 경우 2점
모든 실수 \(x\)에 대하여 \(g'(x) \ge 0 \; (3x^2 - 2cx + c \ge 0)\)임을 바르게 구한 경우 3점
\(g'(x) \ge 0\)의 해 \(0 \le c \le 3\)을 바르게 구한 경우 3점
실수 \(c\)의 최댓값 \(3\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (84/96)
오전 3-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 미분계수의 정의와 삼차함수의 결정
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
최고차항의 계수가 \(1\)인 삼차함수 \(f(x)\)의 도함수 \(f'(x)\)는 최고차항의 계수가 \(3\)인 이차함수이다.
조건 (가)에서 \(f'(-1) = 0\), \(f'(2) = 0\)이므로 다음과 같다.
\[ f'(x) = 3(x + 1)(x - 2) = 3(x^2 - x - 2) = 3x^2 - 3x - 6 \] 이를 부정적분하면 \(f(x) = x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + C\)이다. (단, \(C\)는 적분상수)
[단계 2]
조건 (나)에서 정적분 값을 계산한다.
\[ \begin{aligned} \int_0^2 \left(x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + C\right)\,dx &= \left[\frac{1}{4}x^4 - \frac{1}{2}x^3 - 3x^2 + Cx\right]_0^2 \\ &= 4 - 4 - 12 + 2C = 2C - 12 = -2 \end{aligned} \] \(2C = 10 \implies C = 5\)이므로 함수는 다음과 같다.
\[ f(x) = x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + 5 \]
[단계 3]
조건 (다)의 미분계수 극한식을 정리한다.
\[ \begin{aligned} \lim_{h \to 0} \frac{f(p+h) - f(p-2h)}{h} &= \lim_{h \to 0} \left\{ \frac{f(p+h) - f(p)}{h} + 2 \times \frac{f(p-2h) - f(p)}{-2h} \right\} \\ &= f'(p) + 2f'(p) = 3f'(p) = -18 \end{aligned} \] 따라서 \(f'(p) = -6\)이다.
\(f'(p) = 3p^2 - 3p - 6 = -6 \implies 3p^2 - 3p = 0 \implies 3p(p - 1) = 0\)
\(p = 0\) 또는 \(p = 1\)인데 문제에서 \(p\)는 양수이므로 \(p = 1\)이다.
따라서 \(f(x) = x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + 5\), \(p = 1\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
도함수 \(f'(x) = 3x^2 - 3x - 6\)을 바르게 구한 경우 2점
함수 \(f(x) = x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + 5\)를 바르게 구한 경우 3점
극한식으로부터 \(3f'(p)\)를 바르게 도출한 경우 3점
양수 \(p = 1\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (85/96)
오전 3-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 정적분으로 정의된 함수와 평균변화율
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) [3-1]에서 \(f(x) = x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + 5\), \(p = 1\)이다.
조건 (가)에서 \(g(1) = -1\)이다.    \(\cdots\cdots \text{㉠}\)
조건 (나)의 식에 \(f(x)\)를 대입하여 정리하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} xg(x) &= 2\left(x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 6x + 5\right) + ax^2 + 12x - 13 + \int_1^x g(t)\,dt \\ &= 2x^3 - 3x^2 - 12x + 10 + ax^2 + 12x - 13 + \int_1^x g(t)\,dt \\ &= 2x^3 + (a - 3)x^2 - 3 + \int_1^x g(t)\,dt \quad \cdots\cdots \text{㉡} \end{aligned} \] ㉡의 양변에 \(x = 1\)을 대입하면 다음과 같다.
\[ 1 \cdot g(1) = 2 + (a - 3) - 3 + 0 = a - 4 \] ㉠에서 \(g(1) = -1\)이므로 \(-1 = a - 4 \implies a = 3\)이다.
㉡의 양변을 \(x\)에 대하여 미분하면 다음과 같다.
\[ g(x) + xg'(x) = 6x^2 + 2(a - 3)x + g(x) \] 양변에서 \(g(x)\)를 소거하면 \(xg'(x) = 6x^2 + 2(a - 3)x\)이다.
\(a = 3\)이므로 \(xg'(x) = 6x^2\)이고, \(g'(x)\)는 다항함수이므로 \(g'(x) = 6x\)이다.
양변을 부정적분하면 \(g(x) = 3x^2 + C\) (단, \(C\)는 적분상수)이다.
\(g(1) = -1\)이므로 \(3 + C = -1 \implies C = -4\)이다.
따라서 \(a = 3\), \(g(x) = 3x^2 - 4\)이다.
[단계 2]
(2) 함수 \(y = g(x)\)에서 \(x\)의 값이 \(1\)에서 \(3\)까지 변할 때의 평균변화율은 다음과 같다.
\[ \frac{g(3) - g(1)}{3 - 1} = \frac{(3 \cdot 9 - 4) - (-1)}{2} = \frac{23 - (-1)}{2} = \frac{24}{2} = 12 \] 한편, \(g'(x) = 6x\)이므로 \(g'(1) = 6\)이다.
평균변화율이 \(k g'(1)\)과 같으므로 다음과 같다.
\[ 12 = k \cdot 6 \implies k = 2 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(a = 3\)을 바르게 구한 경우 5점
미분식 \(g(x) + xg'(x) = 6x^2 - 6x + 2ax + g(x)\)를 바르게 구한 경우 2점
함수 \(g(x) = 3x^2 - 4\)를 바르게 구한 경우 3점
\(x\)가 \(1\)에서 \(3\)까지 변할 때의 평균변화율 \(12\)를 바르게 구한 경우 3점
\(k = 2\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (86/96)
오전 3-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 절댓값 함수의 구간별 최댓값과 미분계수
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(g(x) = 3x^2 - 4\)이므로 \(h(x)\)를 구하면 다음과 같다.
함수 y=|h(x)|의 그래프
[그림] \(y=|h(x)|\) 그래프
\[ h(x) = \frac{1}{3}\{(3x^2 - 4) + 4\} - 2tx = x^2 - 2tx = x(x - 2t) \] \(h(x) = (x - t)^2 - t^2\)이므로 꼭짓점은 \((t, -t^2)\)이고, \(|h(t)| = t^2\)이다.
곡선 \(y = |h(x)|\)에서 \(x \ge 0\)일 때 \(x^2 - 2tx = t^2\) (즉 \(x^2 - 2tx - t^2 = 0\))의 교점의 \(x\)좌표를 구하면 다음과 같다.
\[ x = \frac{2t \pm \sqrt{4t^2 + 4t^2}}{2} = (1 \pm \sqrt{2})t \] \(x > 0\)이므로 \(x = (1 + \sqrt{2})t\)이다.
닫힌구간 \([0, 1]\)에서 함수 \(y = |h(x)|\)의 최댓값 \(M(t)\)는 \(1\)의 위치와 경계에 따라 세 구간으로 나뉜다.
[단계 2]
(ⅰ) \(t > 1\)일 때: 꼭짓점의 \(x\)좌표 \(t\)가 구간 \([0, 1]\)의 오른쪽에 있으므로, 구간 \([0, 1]\)에서 \(h(x) \le 0\)이고 감소한다.
따라서 \(|h(x)|\)의 최댓값은 \(x = 1\)에서 나타난다.
\[ M(t) = |h(1)| = |1 - 2t| = 2t - 1 \quad (\because t > 1) \] (ⅱ) \(\frac{1}{1 + \sqrt{2}} < t \le 1\) (즉 \(\sqrt{2} - 1 < t \le 1\))일 때: 구간 안에 꼭짓점 \(x = t\)가 포함되고, \(x = 1\)은 교점 \((1 + \sqrt{2})t\)보다 안쪽에 위치하여 꼭짓점에서의 함수값 \(t^2\)이 \(|h(1)| = 2t - 1\)보다 크거나 같다.
따라서 최댓값은 꼭짓점에서 발생한다.
\[ M(t) = |h(t)| = t^2 \] (ⅲ) \((1 + \sqrt{2})t \le 1\) (즉 \(0 < t \le \sqrt{2} - 1\))일 때: \(x = 1\)이 \((1 + \sqrt{2})t\) 이상이므로 \(|h(1)|\)이 꼭짓점의 높이 \(t^2\)보다 크거나 같다.
\[ M(t) = |h(1)| = |1 - 2t| = 1 - 2t \quad (\because 0 < t \le \sqrt{2}-1 < \frac{1}{2}) \]
[단계 3]
(ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)에 의해 함수 \(M(t)\)는 다음과 같다.
\[ M(t) = \begin{cases} 1 - 2t & (0 < t \le \sqrt{2} - 1) \\ t^2 & (\sqrt{2} - 1 < t \le 1) \\ 2t - 1 & (t > 1) \end{cases} \] \(\sqrt{2} \approx 1.414\)이므로 \(\sqrt{2} - 1 \approx 0.414\)이다.
\(t = \frac{2}{3} \approx 0.667\)은 \(\sqrt{2} - 1 < \frac{2}{3} \le 1\)의 범위에 속한다.
이 구간에서 \(M(t) = t^2\)이므로 도함수는 \(M'(t) = 2t\)이다.
따라서 다음과 같다.
\[ M'\left(\frac{2}{3}\right) = 2 \times \frac{2}{3} = \frac{4}{3} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
곡선 \(y = x^2 - 2tx\)와 직선 \(y = t^2\)의 교점 \(x = (1 + \sqrt{2})t\)를 바르게 구한 경우 3점
\(t > 1\)일 때 \(M(t) = 2t - 1\)을 바르게 구한 경우 3점
\(\sqrt{2} - 1 < t \le 1\)일 때 \(M(t) = t^2\)을 바르게 구한 경우 3점
\(0 < t \le \sqrt{2} - 1\)일 때 \(M(t) = 1 - 2t\)를 바르게 구한 경우 3점
함수 \(M(t)\)를 세 구간으로 완성한 경우 1점
\(M'\left(\frac{2}{3}\right) = \frac{4}{3}\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (87/96)
오후 1-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수함수의 역함수와 평행이동
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) \(g(4) = \alpha\)라 하면 역함수의 정의에 의해 \(f(\alpha) = 4\)이다.
\[ 2^{\alpha + 1} - 4 = 4 \implies 2^{\alpha + 1} = 8 = 2^3 \] \[ \alpha + 1 = 3 \implies \alpha = 2 \] 따라서 \(g(4) = 2\)이다.
[단계 2]
(2) 함수 \(y = g(x)\)의 그래프를 \(x\)축의 방향으로 \(a\)만큼 평행이동한 그래프의 식은 \(y = g(x - a)\)이다.
이 그래프가 점 \((2, 1)\)을 지나므로 다음이 성립한다.
\[ 1 = g(2 - a) \iff f(1) = 2 - a \] \(f(1) = 2^{1+1} - 4 = 4 - 4 = 0\)이므로 다음과 같다.
\[ 2 - a = 0 \implies a = 2 \] 또한 함수 \(y = \log_b x\)의 그래프도 점 \((2, 1)\)을 지나므로 다음과 같다.
\[ 1 = \log_b 2 \implies b^1 = 2 \implies b = 2 \] 따라서 \(a = 2, b = 2\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(g(4) = 2\)를 바르게 구한 경우 3점
평행이동한 식 \(y = g(x - a)\)를 바르게 구한 경우 3점
\(a = 2\)를 바르게 구한 경우 2점
\(b = 2\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (88/96)
오후 1-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 지수방정식과 두 곡선의 교점
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
[1-1]의 (2)에서 \(a = 2, b = 2\)이므로 두 함수는 다음과 같다.
\[ y = 2^{x+1}, \quad y = -\left(\frac{1}{2}\right)^x + 3 \] 두 그래프의 교점의 \(x\)좌표는 다음과 같은 지수방정식을 만족한다.
\[ 2^{x+1} = -\left(\frac{1}{2}\right)^x + 3 \implies 2 \cdot 2^x = -\frac{1}{2^x} + 3 \] \(2^x = X \; (X > 0)\)로 치환하고 양변에 \(X\)를 곱하여 정리한다.
\[ 2X^2 - 3X + 1 = 0 \implies (2X - 1)(X - 1) = 0 \] 따라서 \(X = \frac{1}{2}\) 또는 \(X = 1\)이다.
[단계 2]
\(2^x = \frac{1}{2} = 2^{-1} \implies x = -1\),
\(2^x = 1 = 2^0 \implies x = 0\)
각 점의 \(y\)좌표를 구하면 다음과 같다.
\(x = -1\)일 때 \(y = 2^{-1+1} = 2^0 = 1\),
\(x = 0\)일 때 \(y = 2^{0+1} = 2^1 = 2\)
따라서 서로 다른 두 점의 \(y\)좌표의 합 \(k\)는 다음과 같다.
\[ k = 1 + 2 = 3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
교점의 \(x\)좌표를 구하기 위해 지수방정식 \(2^{x+1} = -(1/2)^x + 3\)을 바르게 세운 경우 3점
방정식을 \((2 \cdot 2^x - 1)(2^x - 1) = 0\)으로 바르게 인수분해한 경우 3점
방정식의 해 \(x = -1\) 또는 \(x = 0\)을 바르게 구한 경우 2점
\(y\)좌표의 합 \(k = 3\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (89/96)
오후 1-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅰ
핵심개념: 선분의 외분점과 코사인법칙
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
(1) [1-2]에서 \(k = 3\)이므로 \(\overline{AB} = \overline{AC} = 3\)이다.
선분 \(AB\)를 \((k+1) : 1 = 4 : 1\)로 외분하는 점을 \(D\)라 하면 다음과 같다.
\[ \overline{AD} : \overline{BD} = 4 : 1 \implies \overline{AB} : \overline{BD} = 3 : 1 \] \(\overline{AB} = 3\)이므로 \(\overline{BD} = 1\)이고, \(\overline{AD} = \overline{AB} + \overline{BD} = 3 + 1 = 4\)이다.
삼각형 \(ADC\)에서 세 변의 길이는 \(\overline{AC} = 3\), \(\overline{AD} = 4\), \(\overline{CD} = 2\sqrt{3}\)이다.
삼각형 \(ADC\)에서 코사인법칙에 의하여 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \cos(\angle DAC) &= \frac{\overline{AC}^2 + \overline{AD}^2 - \overline{CD}^2}{2 \times \overline{AC} \times \overline{AD}} \\ &= \frac{3^2 + 4^2 - (2\sqrt{3})^2}{2 \times 3 \times 4} \\ &= \frac{9 + 16 - 12}{24} = \frac{13}{24} \end{aligned} \]
[단계 2]
(2) 점 \(A, B, D\)는 일직선 위에 있으므로 \(\angle BAC = \angle DAC\)이다.
따라서 \(\cos(\angle BAC) = \cos(\angle DAC) = \frac{13}{24}\)이다.
삼각형 \(ABC\)에서 코사인법칙에 의하여 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} \overline{BC}^2 &= \overline{AB}^2 + \overline{AC}^2 - 2 \times \overline{AB} \times \overline{AC} \times \cos(\angle BAC) \\ &= 3^2 + 3^2 - 2 \times 3 \times 3 \times \frac{13}{24} \\ &= 9 + 9 - 18 \times \frac{13}{24} = 18 - \frac{39}{4} = \frac{72 - 39}{4} = \frac{33}{4} \end{aligned} \] 길이는 양수이므로 선분 \(BC\)의 길이는 다음과 같다.
\[ \overline{BC} = \sqrt{\frac{33}{4}} = \frac{\sqrt{33}}{2} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
\(\overline{AD} = 4\)를 바르게 구한 경우 2점
\(\cos(\angle DAC) = \frac{13}{24}\)를 바르게 구한 경우 3점
\(\overline{BC}^2 = \frac{33}{4}\)을 바르게 구한 경우 3점
선분 \(BC\)의 길이 \(\frac{\sqrt{33}}{2}\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (90/96)
오후 2-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 함수의 극한과 미분계수를 통한 함수 결정
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
함수 \(f(x)\)를 \(f(x) = x^3 + ax^2 + bx + c\)라 하면 \(f'(x) = 3x^2 + 2ax + b\)이다.
조건 (가)에서 \(x \to 0\)일 때 (분모) \(\to 0\)이고 극한값이 존재하므로 (분자) \(\to 0\)이어야 한다.
따라서 \(\lim_{x \to 0} f(x) = f(0) = 0\)이므로 \(c = 0\)이다.
미분계수의 정의에 의해 다음과 같다.
\[ \lim_{x \to 0} \frac{f(x)}{x} = \lim_{x \to 0} \frac{f(x) - f(0)}{x - 0} = f'(0) = -4 \] 따라서 \(b = -4\)이다.
[단계 2]
도함수는 \(f'(x) = 3x^2 + 2ax - 4\)이다.
조건 (나)에서 \(f'(2) = 0\)이므로 다음이 성립한다.
\[ f'(2) = 3(2^2) + 2a(2) - 4 = 12 + 4a - 4 = 4a + 8 = 0 \implies a = -2 \] \(a = -2, b = -4, c = 0\)이므로 구하는 함수는 다음과 같다.
\[ f(x) = x^3 - 2x^2 - 4x \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
극한값 존재 조건으로부터 \(f(0) = 0 \; (c = 0)\)을 도출한 경우 3점
\(b = -4\)를 바르게 구한 경우 4점
\(a = -2\)를 바르게 구한 경우 2점
함수 \(f(x) = x^3 - 2x^2 - 4x\)를 바르게 구한 경우 1점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (91/96)
오후 2-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차곡선과 직선의 둘러싸인 넓이
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - 2x^2 - 4x\)이므로 곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = -4x\)의 교점의 \(x\)좌표를 구한다.
곡선 y=f(x)와 직선 y=-4x의 둘러싸인 영역
[그림] \(y=f(x)\)와 \(y=-4x\)
\[ \begin{aligned} x^3 - 2x^2 - 4x = -4x &\implies x^3 - 2x^2 = 0 \\ &\implies x^2(x - 2) = 0 \end{aligned} \] 따라서 교점의 \(x\)좌표는 \(x = 0\) (중근, 접점)과 \(x = 2\)이다.
[단계 2]
구간 \([0, 2]\)에서 \(-4x \ge x^3 - 2x^2 - 4x\)이므로, 둘러싸인 부분의 넓이를 \(S\)라 하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} S &= \int_0^2 \{-4x - (x^3 - 2x^2 - 4x)\}\,dx \\ &= \int_0^2 (-x^3 + 2x^2)\,dx \\ &= \left[-\frac{1}{4}x^4 + \frac{2}{3}x^3\right]_0^2 \\ &= -\frac{1}{4}(16) + \frac{2}{3}(8) \\ &= -4 + \frac{16}{3} = \frac{4}{3} \end{aligned} \] 따라서 둘러싸인 부분의 넓이는 \(\frac{4}{3}\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
곡선 \(y = f(x)\)와 직선 \(y = -4x\)의 교점의 \(x\)좌표 \(x = 0, 2\)를 바르게 구한 경우 3점
둘러싸인 부분의 넓이를 정적분 식 \(\int_0^2 (-x^3 + 2x^2)\,dx\)로 바르게 나타낸 경우 5점
정적분의 값 \(S = \frac{4}{3}\)를 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (92/96)
오후 2-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 일대일함수의 증가 조건과 판별식
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
\(f(x) = x^3 - 2x^2 - 4x\)이므로 \(g(x)\)에 대입하여 정리한다.
\[ \begin{aligned} g(x) &= (x^3 - 2x^2 - 4x) + (k + 2)x^2 + (k + 10)x \\ &= x^3 + kx^2 + (k + 6)x \end{aligned} \]
[단계 2]
조건 “\(x_1 \neq x_2\)이면 \(g(x_1) \neq g(x_2)\)”는 함수 \(g(x)\)가 일대일함수임을 의미한다.
삼차함수 \(g(x)\)의 최고차항의 계수가 \(1\)로 양수이고 일대일함수이므로, \(g(x)\)는 실수 전체의 집합에서 증가해야 한다.
따라서 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(g'(x) \ge 0\)이어야 한다.
\[ g'(x) = 3x^2 + 2kx + k + 6 \ge 0 \] 이차방정식 \(3x^2 + 2kx + k + 6 = 0\)의 판별식을 \(D\)라 하면 \(D \le 0\)이어야 한다.
\[ \frac{D}{4} = k^2 - 3(k + 6) \le 0 \implies k^2 - 3k - 18 \le 0 \implies (k - 6)(k + 3) \le 0 \] 따라서 \(-3 \le k \le 6\)이다.
그러므로 구하는 실수 \(k\)의 최댓값은 \(6\)이다.
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
함수 \(g(x) = x^3 + kx^2 + (k+6)x\)를 바르게 구한 경우 2점
일대일함수 조건으로부터 실수 전체 증가 및 \(g'(x) \ge 0\)을 바르게 도출한 경우 3점
판별식으로부터 부등식의 해 \(-3 \le k \le 6\)을 바르게 구한 경우 3점
실수 \(k\)의 최댓값 \(6\)을 바르게 구한 경우 2점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (93/96)
오후 3-1번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 삼차함수의 극값 조건과 대칭 정적분
총 배점: 10점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
삼차함수 \(f(x)\)의 최고차항의 계수를 \(a \; (a \neq 0)\)라 하면, 조건 (가)에서 \(x = 0, 2\)에서 극값을 가지므로 \(f'(0) = 0\), \(f'(2) = 0\)이다.
따라서 도함수는 다음과 같다.
\[ f'(x) = 3ax(x - 2) = 3ax^2 - 6ax \] 조건 (나)의 미분계수 극한식을 변형하면 다음과 같다.
\[ \lim_{h \to 0} \frac{f(1+3h) - f(1)}{h} = 3 \lim_{h \to 0} \frac{f(1+3h) - f(1)}{3h} = 3f'(1) = -9 \] 따라서 \(f'(1) = -3\)이다.
\(f'(1) = 3a(1) - 6a(1) = -3a = -3 \implies a = 1\)이다.
따라서 \(f'(x) = 3x^2 - 6x\)이고, 부정적분하면 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + C\) (단, \(C\)는 적분상수)이다.
[단계 2]
조건 (다)에서 \([-1, 1]\) 구간의 정적분에 기함수·우함수 성질을 적용한다.
\[ \int_{-1}^1 (x^3 - 3x^2 + C)\,dx = 2\int_0^1 (-3x^2 + C)\,dx = 2\left[-x^3 + Cx\right]_0^1 = 2(-1 + C) = 4 \] \(-1 + C = 2 \implies C = 3\)이다.
따라서 구하는 삼차함수는 다음과 같다.
\[ f(x) = x^3 - 3x^2 + 3 \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
도함수 \(f'(x) = 3ax(x-2)\)를 바르게 세운 경우 2점
조건 (나)로부터 \(a = 1\)을 바르게 구한 경우 3점
조건 (다)로부터 적분상수 \(C = 3\)을 바르게 구한 경우 4점
함수 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 3\)을 바르게 구한 경우 1점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (94/96)
오후 3-2번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 구간별 정의된 함수의 연속성과 극값의 차
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
[3-1]에서 \(f(x) = x^3 - 3x^2 + 3\)이므로 \(x \ge a\)일 때 함수는 \(h(x) = f(x) - 3 = x^3 - 3x^2\)이다.
함수 \(g(x)\)가 \(x = a\)에서 연속이어야 하므로 좌극한과 우극한이 일치해야 한다.
\[ \lim_{x \to a^-} g(x) = 9a + b, \quad \lim_{x \to a^+} g(x) = f(a) - 3 = a^3 - 3a^2 \] 따라서 \(9a + b = a^3 - 3a^2 \implies b = a^3 - 3a^2 - 9a\)    \(\cdots\cdots \text{㉠}\)
\(h(x) = x^3 - 3x^2\)의 도함수는 \(h'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2)\)이다.
\(h'(x) = 0\)에서 \(x = 0\) (극대, \(h(0) = 0\)) 또는 \(x = 2\) (극소, \(h(2) = -4\))이다.
한편 \(x < a\)에서 \(g(x) = 9x + b\)는 기울기가 \(9\)인 증가하는 직선이다.
[단계 2]
a의 범위에 따른 g(x) 개형 1 a의 범위에 따른 g(x) 개형 2
[그림] \(g(x)\)의 개형
(ⅰ) \(-1 \lt a \lt 0\)일 때: \(x = 0\)과 \(x = 2\)가 모두 \(x \ge a\) 영역에 포함되므로, \(g(x)\)는 \(x = 0\)에서 극댓값 \(0\), \(x = 2\)에서 극솟값 \(-4\)를 가진다.
이때 극댓값과 극솟값의 차는 \(0 - (-4) = 4\)가 되어 조건의 차 \(2\)를 만족시키지 않는다.
(ⅱ) \(0 \le a < 2\)일 때: \(x < a\)에서 증가하고 \(x \ge a\)에서는 \(x=a\)부터 감소하므로, \(g(x)\)는 \(x = a\)에서 극댓값 \(h(a) = a^3 - 3a^2\)을 갖고, \(x = 2\)에서 극솟값 \(h(2) = -4\)를 갖는다.
극댓값과 극솟값의 차가 \(2\)이므로 다음과 같다.
\[ (a^3 - 3a^2) - (-4) = 2 \implies a^3 - 3a^2 + 2 = 0 \] 인수분해하면 다음과 같다.
\[ (a - 1)(a^2 - 2a - 2) = 0 \] 근은 \(a = 1\) 또는 \(a = 1 \pm \sqrt{3}\)이다.
\(0 \le a < 2\)이므로 \(a = 1\)이다.
[단계 3]
\(a = 1\)을 ㉠에 대입하면 다음과 같다.
\[ b = 1^3 - 3(1^2) - 9(1) = 1 - 3 - 9 = -11 \] 따라서 구하는 함수 \(g(x)\)는 다음과 같다.
\[ g(x) = \begin{cases} 9x - 11 & (x < 1) \\ x^3 - 3x^2 & (x \ge 1) \end{cases} \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
연속 조건으로부터 \(b = a^3 - 3a^2 - 9a\)를 바르게 구한 경우 3점
\(-1 \lt a \lt 0\)일 때 극값의 차가 \(4\)여서 불가능함을 설명한 경우 4점
\(0 \le a < 2\)일 때 극댓값 \(h(a)\)와 극솟값 \(-4\)로부터 \(a = 1\)을 바르게 구한 경우 5점
\(b = -11\)을 바르게 구한 경우 2점
함수 \(g(x)\)를 바르게 완성한 경우 1점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (95/96)
오후 3-3번 상세해설 및 채점기준
2022학년도 기출
과목: 수학Ⅱ
핵심개념: 곡선과 직사각형의 넓이 이등분
총 배점: 15점
예시답안 단계별 정밀 풀이 과정
[단계 1]
[3-2]에서 \(x \ge 1\)일 때 \(g(x) = x^3 - 3x^2 = x^2(x - 3)\)이다.
직사각형 OPQR과 곡선 y=kx^2
[그림] 직사각형과 곡선 \(y=kx^2\)
\(1 \lt t \lt 3\)일 때 \(g(t) < 0\)이므로 다음과 같다.
\[ |g(t)| = -t^3 + 3t^2 \] 따라서 점 \(Q\)의 좌표는 \((t, -t^3 + 3t^2)\)이고, 직사각형 \(OPQR\)의 가로는 \(t\), 세로는 \(-t^3 + 3t^2\)이므로 직사각형의 넓이는 다음과 같다.
\[ S_{\text{rect}} = t(-t^3 + 3t^2) \]
[단계 2]
곡선 \(y = kx^2\)과 선분 \(RQ\) (직선 \(y = |g(t)|\))의 교점 \(S\)의 \(x\)좌표를 \(\alpha \; (0 < \alpha < t)\)라 하면 다음이 성립한다.
\[ k\alpha^2 = -t^3 + 3t^2 \quad \cdots\cdots \text{㉠} \] 곡선 \(y = kx^2\)과 직선 \(y = |g(t)|\) 및 \(y\)축으로 둘러싸인 위쪽 부분의 넓이는 다음과 같다.
\[ \int_0^\alpha \{(-t^3 + 3t^2) - kx^2\}\,dx = (-t^3 + 3t^2)\alpha - \frac{1}{3}k\alpha^3 \] 곡선 \(y = kx^2\)이 직사각형 \(OPQR\)의 넓이를 이등분하므로 다음이 성립한다.
\[ \begin{aligned} (-t^3 + 3t^2)\alpha - \frac{1}{3}k\alpha^3 = \frac{1}{2} t (-t^3 + 3t^2) \quad \cdots\cdots \text{㉡} \end{aligned} \]
[단계 3]
㉠에서 \(-t^3 + 3t^2 = k\alpha^2\)이므로 이를 ㉡에 대입하면 다음과 같다.
\[ \begin{aligned} (k\alpha^2)\alpha - \frac{1}{3}k\alpha^3 &= \frac{1}{2} t (k\alpha^2) \\ \frac{2}{3}k\alpha^3 &= \frac{1}{2}k\alpha^2 t \end{aligned} \] \(k > 0, \alpha > 0\)이므로 양변을 \(k\alpha^2\)으로 나누면 다음과 같다.
\[ \frac{2}{3}\alpha = \frac{1}{2}t \implies \alpha = \frac{3}{4}t \] 점 \(S\left(\frac{3}{4}t, -t^3 + 3t^2\right)\)이 곡선 \(y = kx^2\) 위의 점이므로 ㉠에 대입한다.
\[ \begin{aligned} k \left(\frac{3}{4}t\right)^2 &= -t^3 + 3t^2 \\ k \cdot \frac{9}{16}t^2 &= t^2(3 - t) \end{aligned} \] \(t > 0\)이므로 양변을 \(t^2\)으로 나누면 다음과 같다.
\[ k = \frac{16}{9}(3 - t) \] 따라서 구하는 함수는 다음과 같다.
\[ W(t) = \frac{16}{9}(3 - t) \quad (1 \lt t \lt 3) \]
📋 한국공학대학교 입학처 공식 채점 기준
채점 기준 (평가 요소) 배점
교점 \(S\)의 \(x\)좌표 \(\alpha\)에 대하여 \(k\alpha^2 = -t^3 + 3t^2\)을 바르게 세운 경우 3점
곡선과 직선으로 둘러싸인 넓이 식 \((-t^3 + 3t^2)\alpha - \frac{1}{3}k\alpha^3\)을 바르게 구한 경우 3점
넓이 이등분 조건 식을 바르게 세운 경우 3점
\(\alpha = \frac{3}{4}t\)를 바르게 구한 경우 3점
\(W(t) = \frac{16}{9}(3 - t)\)를 바르게 구한 경우 3점
무응답 또는 그 외의 오답 0점
한국공학대학교 2022학년도 수시 기출 해설집 Questio Math Solution Book (96/96)