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QUESTIO AI EDITORIAL
대학별 수리논술 기출 실전연습 시리즈
2022~2026 기출문제
광운대학교 자연계열 2교시
[2022~2026학년도 자연계열 2교시 기출문제 (5개년)]
QUESTIO 입시연구소 수학분과 감수
2027학년도 대비
📝 [문제 1] (1/2) 수열의 합, 이차함수, 통계
총 배점: 50점 2026기출
1. ① $\sum_{k=1}^n k = \frac{n(n+1)}{2}$     ② $\sum_{k=1}^n k^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$     ③ $\sum_{k=1}^n k^3 = \left\{\frac{n(n+1)}{2}\right\}^2$
2. 이차함수 $y=ax^2+bx+c$의 그래프와 직선 $y=mx+n$의 교점의 $x$좌표는 이차방정식 $ax^2+bx+c=mx+n$, 즉 $ax^2+(b-m)x+c-n=0$의 실근과 같다.
3. 모집단이 정규분포 $\mathrm{N}(m, \sigma^2)$을 따르는 경우, 크기가 $n$인 표본을 임의 추출하면 표본평균 $\overline{X}$는 정규분포 $\mathrm{N}\left(m, \frac{\sigma^2}{n}\right)$을 따른다.
[1] $\sum_{k=1}^{10} k^2 + \sum_{k=2}^{10} k^2 + \sum_{k=3}^{10} k^2 + \dots + \sum_{k=9}^{10} k^2$의 값을 구하시오.  (8점)
[2] $x$에 대한 이차함수 $f(x)=x^2+2(k+1)x+k+3$에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (1) 실수 $k$값에 관계없이 이차함수 $y=f(x)$의 그래프가 지나는 점의 좌표를 구하시오.  (8점)
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📝 [문제 1] (2/2) 이차함수와 선분, 조합, 통계적 추정
배점: 34점 2026기출
  (2) 이차함수 $y=f(x)$의 그래프가 두 점 $\mathrm{A}(-1, 1), \mathrm{B}(3, 5)$를 잇는 선분 $\mathrm{AB}$와 서로 다른 두 점에서 만나도록 하는 실수 $k$값의 범위를 구하시오.  (12점)
[3] 평행한 두 직선 $l$과 $m$ 위에 각각 $5$개의 점과 $7$개의 점이 그림 (a)와 같이 놓여 있다. 직선 $l$ 위의 점과 직선 $m$ 위의 점을 연결하여 서로 다른 세 개의 선분을 그을 때, 선분이 교차하지 않는 경우의 수를 구하시오. (단, 선분의 시작점이나 끝점에서 두 선분이 만나는 경우는 교차하지 않는 것으로 본다. 예를 들어 그림 (b)는 교차하지 않는 경우이고 그림 (c)는 교차하는 경우이다.)  (12점)
평행선 선분 교차 다이어그램
[4] $\mathrm{K}$회사에서 생산하는 향수에 들어 있는 천연 성분의 무게는 평균 $150\,\mathrm{mg}$, 표준편차 $5\,\mathrm{mg}$인 정규분포를 따른다고 한다. 이 회사에서 생산한 향수 중에서 임의 추출한 $100$개의 향수에 들어 있는 천연 성분의 무게의 평균을 $\overline{X}$라 할 때, $\mathrm{P}(\overline{X} \ge 300 - 5k) \le 0.98$을 만족시키는 자연수 $k$의 최댓값을 구하시오. (단, $\mathrm{P}(-2.05 \le Z \le 2.05) = 0.96$)  (10점)
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📝 [문제 2] (1/2) 수열의 극한, 미분법, 적분법
총 배점: 50점 2026기출
1. 함수 $f(t)$가 실수 $a$를 포함하는 구간에서 연속이면 이 구간에 속하는 임의의 $x$에 대하여 $$\frac{d}{dx}\int_a^x f(t)\,dt = f(x)$$
2. 두 함수 $f(x), g(x)$가 미분가능할 때, $$\int f(x)g'(x)\,dx = f(x)g(x) - \int f'(x)g(x)\,dx$$
3. 두 함수 $f(x), g(x)$가 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속일 때, $$f(x) \le g(x)\text{이면 } \int_a^b f(x)\,dx \le \int_a^b g(x)\,dx$$
[1] 두 수열 $\{a_n\}, \{b_n\}$이 다음 조건을 만족시킬 때, 물음에 답하시오. (단, $a_1=2$)
$$a_n + b_n\sqrt{3} = (2+\sqrt{3})^n, \quad a_n b_n = \frac{1}{4\sqrt{3}}\left\{(2+\sqrt{3})^{2n} - (2-\sqrt{3})^{2n}\right\}$$
  (1) $a_n$과 $b_n$을 구하시오.  (10점)

  (2) $\lim_{n \to \infty} \frac{b_n(a_n^2 - 3b_n^2)}{a_n}$의 값을 구하시오.  (8점)
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📝 [문제 2] (2/2) 적분방정식, 정적분 부등식
배점: 32점 2026기출
[2] 미분가능한 함수 $f(x)$가 다음 조건을 만족시킬 때, 방정식 $f(x)-1=0$의 근을 구하시오. (단, $0 \le x < 2\pi$)  (14점)
$$f(x) + \int_0^x f(t)\,dt = x - \cos x + \frac{3}{2}$$
[3] 모든 실수 $x$에서 미분가능한 함수 $f(x)$가 $f(x) > 0$이고 다음 조건을 만족시킬 때, 물음에 답하시오.
(가) $f(0) = 1$
(나) $f(x) \le 2f'(x)$
(다) $\{f(x)\}^2 \le \int_0^x \{f(t)\}^2\,dt + 1$
  (1) $\int_0^x 2f(t)f'(t)\,dt = \{f(x)\}^2 - 1$이 성립함을 보이시오.  (6점)

  (2) 함수 $f(x)$를 구하시오.  (12점)
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[문제 1] (50점) 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 일대일함수, 삼각함수와 이차방정식
[배점: 50점] 2025기출

1. 함수 $f: X \to Y$에서 정의역 $X$의 두 원소 $x_1, x_2$에 대하여 $x_1 \ne x_2$이면 $f(x_1) \ne f(x_2)$일 때, 함수 $f$를 일대일함수라고 한다.

2. 확률변수 $X$가 정규분포 $\mathrm{N}(m, \sigma^2)$을 따를 때, 확률변수 $Z = \frac{X-m}{\sigma}$은 표준정규분포 $\mathrm{N}(0, 1)$을 따르고 다음이 성립한다.

$\mathrm{P}(-1 \le Z \le 1) = 0.6826, \quad \mathrm{P}(-2 \le Z \le 2) = 0.9544, \quad \mathrm{P}(-3 \le Z \le 3) = 0.9974$

[1] 집합 $X=\{1, 2, 3\}$에서 집합 $Y=\{3, 4, 5, 6, 7\}$로의 모든 일대일함수 $f$ 중에서 임의로 하나를 선택할 때, 이 함수가 다음 조건을 모두 만족시킬 확률을 구하시오. [8점]
(가) $f(1) < f(2) < f(3)$이다.
(나) $f(1) + f(2) + f(3)$은 홀수이다.
[2] 함수 $f(x) = x^2 + 2x\sin\theta + 2\cos\theta$에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, $0 \le \theta \le \pi$)

(1) 함수 $f(x)$의 최솟값을 $\theta$에 대한 함수 $m(\theta)$라고 하자. 이때, 함수 $m(\theta)$의 최댓값을 구하시오. [8점]

(2) 방정식 $f(x)=0$이 실근을 갖게 하는 $\theta$의 최솟값을 $\alpha$, 최댓값을 $\beta$라고 할 때, $\sin^2\alpha + \sin^2\beta$의 값을 구하시오. [10점]

광운대학교 2025학년도 자연계열 2교시 [문제 1] (1/2)
[문제 1] - 문항 [3], [4] (계속) 통계(정규분포), 수열의 극한
[배점: 24점] 2025기출
[3] 수직선 위의 점 $P$를 한 개의 주사위를 던져 $6$의 약수가 나올 때만 양의 방향으로 $2$만큼 이동시킨다. 한 개의 주사위를 연속으로 $450$번 던졌을 때, 점 $P$의 좌표가 $580$ 이상 $640$ 이하에 있을 확률을 구하시오. [14점]
(단, 점 $P$의 처음 좌표는 $0$)
[4] 원 $x^2 + y^2 = 2n$이 곡선 $y = \frac{n}{x}$과 만나는 점의 양의 $x$좌표를 $a_n$, 곡선 $y = \sqrt{2nx}$와 만나는 점의 $x$좌표를 $b_n$이라고 하자. 이때, $$\lim_{n \to \infty} \frac{b_n}{(a_n)^2}$$ 의 값을 구하시오. (단, $n$은 자연수) [10점]
광운대학교 2025학년도 자연계열 2교시 [문제 1] (2/2)
[문제 2] (50점) 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 사차함수 최적화, 원뿔 부피와 최단거리
[배점: 50점] 2025기출

1. 미분가능한 함수 $f(x)$에서 $f'(a)=0$이고, $x=a$의 좌우에서
① $f'(x)$의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 $f(x)$는 $x=a$에서 극대이고, 극댓값은 $f(a)$이다.
② $f'(x)$의 부호가 음에서 양으로 바뀌면 $f(x)$는 $x=a$에서 극소이고, 극솟값은 $f(a)$이다.

2. 삼각형 $ABC$에서 $a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A$ (코사인법칙)가 성립한다.

3. $\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1$ (단, $x$의 단위는 라디안)

[1] 두 함수 $f(x) = 3x^4 - 4x^3 - 6x^2 - 24x$, $g(x) = -x^2 - 2x + k$가 임의의 두 실수 $x_1, x_2$에 대하여 $f(x_1) \ge g(x_2)$를 만족시킬 때, 상수 $k$의 최댓값을 구하시오. [10점]
원뿔 전개도
[그림 1] 원뿔 전개도 및 입체
[2] 그림과 같이 반지름의 길이가 $1$인 원 모양의 종이에서 중심각의 크기가 $\theta$인 부채꼴을 잘라내고 남은 부분으로 (밑면이 없는) 원뿔을 만들려고 한다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 이 원뿔의 부피가 최대가 되기 위한 $\theta$의 값을 구하시오. [10점]

(2) (1)에서 만든 원뿔에 대하여 원 $C$의 지름 $AA'$의 점 $A$에서 출발하여 원뿔의 옆면을 따라 점 $A'$에 이르는 최단 거리를 $l$이라고 할 때, $l^2$의 값을 구하시오. [10점]

광운대학교 2025학년도 자연계열 2교시 [문제 2] (1/2)
[문제 2] - 문항 [3] (계속) 삼각함수, 점렬 접선 극한
[배점: 20점] 2025기출
[3] 함수 $f(x) = \tan\left(x - \frac{\pi}{2}\right)$에 대하여 점 $P_1\left(\frac{2\pi}{3}, 0\right)$을 지나고 $y$축과 평행한 직선이 곡선 $y=f(x)$와 만나는 점을 $Q_1$, 곡선 $y=f(x)$ 위의 점 $Q_1$에서의 접선이 $x$축과 만나는 점을 $P_2$라고 하자.
점 $P_2$를 지나고 $y$축과 평행한 직선이 곡선 $y=f(x)$와 만나는 점을 $Q_2$, 곡선 $y=f(x)$ 위의 점 $Q_2$에서의 접선이 $x$축과 만나는 점을 $P_3$라고 하자.
이와 같은 과정을 한없이 반복할 때, 점 $P_n$의 $x$좌표를 $a_n$이라고 하자. 다음 물음에 답하시오. (단, $n$은 자연수)

(1) $\lim_{n \to \infty} a_n = \alpha$일 때, $\alpha$의 값을 구하시오. $\left(\text{단, } \frac{\pi}{4} < \alpha < \frac{3\pi}{4}\right)$ [10점]

(2) (1)에서 구한 $\alpha$에 대하여 $\lim_{n \to \infty} \left( \frac{a_{n+1} - \alpha}{a_n - \alpha} \right)$의 값을 구하시오. (단, $a_n - \alpha \ne 0$) [10점]

광운대학교 2025학년도 자연계열 2교시 [문제 2] (2/2)
[문제 1] (50점) 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 로그함수, 수열의 극한
[배점: 50점] 2024기출

1. 로그함수 $y = \log_a x$ ($a > 0, a \ne 1$)는

① $a > 1$일 때 $x$의 값이 커지면 $y$의 값도 커진다.

② $0 \lt a \lt 1$일 때 $x$의 값이 커지면 $y$의 값은 작아진다.

2. 함수 $f : X \to Y$에서 정의역 $X$의 두 원소 $x_1, x_2$에 대하여 $x_1 \ne x_2$이면 $f(x_1) \ne f(x_2)$일 때, 함수 $f$를 일대일함수라고 한다.

3. 함수 $f(x)$에 대하여 $f^1(x) = f(x)$, $f^{n+1}(x) = (f \circ f^n)(x)$ ($n$은 자연수)이다.

[1] 두 함수 $f(x) = \log_k x$, $g(x) = x+1$에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, $k > 1$)

  (1) 두 곡선 $y = f(x)$, $y = f(x^2)$과 직선 $x = k^n$이 만나는 점을 각각 $\mathrm{A}_n, \mathrm{B}_n$이라고 하고 선분 $\mathrm{A}_n\mathrm{B}_n$의 길이를 $a_n$이라고 할 때, 극한값 $\lim_{n \to \infty} \frac{a_n}{a_{n^2}}$을 구하시오. (단, $n$은 자연수)  [8점]

  (2) $m_1, m_2, \cdots, m_{10}$은 $1$이 아닌 $5^{10}$의 서로 다른 약수들이라고 할 때, $t$에 대한 다음 방정식의 양의 실근의 개수를 구하시오.  [12점]
$f(m_1) + f(m_2) + \cdots + f(m_{10}) = f(t^2 + 3t + 4)$
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[문제 1] (계속) 거듭합성함수, 평균값 정리
[문항 1의 (3), (4) 및 문항 2] 2024기출
[1 계속] 앞 페이지의 함수 $f(x), g(x)$에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (3) 함수 $g^{10}(x)$가 일대일함수임을 증명하시오.  [10점]

  (4) 합성함수 $(g^{10} \circ f)(x)$에 대하여 다음의 값을 구하시오.  [10점]
$(g^{10} \circ f)(k) + (g^{10} \circ f)(k^2) + \cdots + (g^{10} \circ f)(k^{100})$
[2] $a$가 $0$이 아닌 실수일 때, 함수 $f(x) = \sin(ax - 1)$을 이용하여 다음 등식을 만족시키는 실수 $t$가 열린구간 $(a, a+1)$에 존재함을 증명하시오.  [10점]
$\sin(a^2 + a - 1) - \sin(a^2 - 1) = a\cos(at - 1)$
🏛️ 광운대학교 수시모집 수리논술QUESTIO 입시연구소 | 1문항 1페이지 완결형 표준 교재
[문제 2] (50점) 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오. 초월함수 극한, 표본평균의 분포
[배점: 50점] 2024기출

1. 자연수 $n$에 대한 명제 $p(n)$이 모든 자연수 $n$에 대하여 성립함을 증명하려면 다음 두 가지를 보이면 된다.

① $n = 1$일 때 명제 $p(n)$이 성립한다.

② $n = k$일 때 명제 $p(n)$이 성립한다고 가정하면 $n = k+1$일 때도 명제 $p(n)$이 성립한다.

2. 두 함수 $y = f(u), u = g(x)$가 미분가능할 때, 합성함수 $y = f(g(x))$의 도함수는 $$\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} \quad \text{또는} \quad \{f(g(x))\}' = f'(g(x))g'(x)$$

3. 미분가능한 함수 $f(x)$에서 $f'(a) = 0$이고, $x = a$의 좌우에서

① $f'(x)$의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 $f(x)$는 $x = a$에서 극대이고, 극댓값은 $f(a)$이다.

② $f'(x)$의 부호가 음에서 양으로 바뀌면 $f(x)$는 $x = a$에서 극소이고, 극솟값은 $f(a)$이다.

4. 닫힌구간 $[a, b]$에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 미분가능한 함수 $x = g(t)$의 도함수 $g'(t)$가 $a = g(\alpha), b = g(\beta)$일 때, $\alpha, \beta$를 포함하는 구간에서 연속이면 $$\int_a^b f(x)\,dx = \int_\alpha^\beta f(g(t))g'(t)\,dt$$

[1] 극한값 $\lim_{x \to 0}\left\{\frac{\ln(x+1)}{x^2}(e^{2x}\cos\pi x - 1)\right\}$을 구하시오.  [8점]
[2] 모평균이 $p$, 모표준편차가 $q$인 모집단에서 크기가 $n^2$인 표본을 임의추출할 때, 표본평균 $\overline{X}$에 대하여 $\mathrm{E}(4\overline{X}+2) + \mathrm{V}(n\overline{X}+3) = 18$을 만족시키는 두 자연수 $p, q$를 구하시오.  [8점]
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[문제 2] (계속) 수학적 귀납법, 다항식 나눗셈, 증감표와 치환적분
[문항 3 및 4] 2024기출
[3] 실수 $x$에 대한 다음 등식에 대하여 물음에 답하시오.
$x^n - 1 = (x-1)\sum_{i=0}^{n-1} x^i$
  (1) 모든 자연수 $n$에 대하여 주어진 등식이 성립함을 수학적 귀납법으로 증명하시오.  [8점]

  (2) 다항식 $x^{2024}$를 다항식 $x^3+x^2+x+1$로 나누었을 때의 나머지를 구하시오.  [10점]
[4] 함수 $f(x) = e^{\sin^2 x} - e^{\cos^2 x}$에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (1) $0 \le x \le 2\pi$에서 함수 $f(x)$의 증가와 감소를 나타내는 표를 작성하고 함수 $f(x)$의 최댓값과 최솟값을 구하시오.  [8점]

  (2) 정적분 $\int_0^{\pi/4} f(x)\sin 2x\,dx$를 구하시오.  [8점]
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[문제 1] 일대일대응, 직선에 대한 대칭이동과 교점
[50점] 2023기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 일대일대응: 함수 $f: X \to Y$에서 두 조건 (1) 일대일함수이다, (2) 치역과 공역이 같다를 모두 만족시킬 때, 함수 $f$를 일대일대응이라고 한다.

2. 직선 $y=x$에 대한 도형의 대칭이동: 방정식 $f(x, y) = 0$이 나타내는 도형을 직선 $y=x$에 대하여 대칭이동한 도형의 방정식은 $f(y, x) = 0$이다.

3. 미분가능한 함수의 극대와 극소의 판정: 미분가능한 함수 $f(x)$에 대하여 $f'(a) = 0$이고 $x=a$의 좌우에서
(1) $f'(x)$의 부호가 양에서 음으로 바뀌면 $f(x)$는 $x=a$에서 극대이다.
(2) $f'(x)$의 부호가 음에서 양으로 바뀌면 $f(x)$는 $x=a$에서 극소이다.

[1] 두 집합 $A = \{x \mid x\text{는 6의 약수}\}$, $B = \{x \mid x\text{는 9 이하의 소수}\}$에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (1) 집합 $A$에서 집합 $B$로의 일대일대응인 함수 $f(x)$는 $x \in A$에 대하여 $x < f(x)$를 만족시킨다. 함수 $f$의 개수와 $(f^{-1} \circ f \circ f^{-1})(5)$의 값을 구하시오.  [4점]

  (2) 집합 $A$에서 집합 $B$로의 일대일대응인 함수 $g(x)$는 $x \in A$에 대하여 $x \le g(x)$를 만족시킨다. 함수 $g$의 개수를 구하시오.  [6점]
[2] 방정식 $y = -x^2 + px + q$가 나타내는 도형과 그 도형을 직선 $y=x$에 대하여 대칭이동한 도형이 접할 때, 다음 물음에 답하시오. (단, $p, q$는 실수)

  (1) $p, q$에 대한 관계식을 구하시오.  [4점]

  (2) 점 $(p, q)$가 그리는 도형과 그 도형을 직선 $y=x$에 대하여 대칭이동한 도형이 만나는 점의 개수를 구하시오.  [5점]
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[문제 1] (계속) 정적분 치환적분 공식 증명, 둘러싸인 넓이와 최댓값 함수
[문항 3 및 4] 2023기출
[3] 다음 물음에 답하시오.

  (1) 모든 실수에서 연속인 함수 $f(x)$에 대하여 아래 등식이 성립함을 보이시오. (단, $a$는 실수)  [5점]
$$\int_0^a f(x)\,dx = \int_0^a f(a-x)\,dx$$
  (2) 정적분 $\int_0^{\pi/2} \frac{\cos^{2023} x}{\sin^{2023} x + \cos^{2023} x}\,dx$를 구하시오.  [9점]
[4] 함수 $f(x) = -|x-a^2|(x+a^2) + a^4$에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, $a > 0$)

  (1) 곡선 $y = f(x)$와 $x$축으로 둘러싸인 도형의 넓이를 구하시오.  [7점]

  (2) $a \le x \le a+2$에서 함수 $f(x)$의 최댓값을 $g(a)$라고 할 때, 함수 $g(a)$를 구하고 함수 $g(a)$의 극값을 구하시오.  [10점]
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[문제 2] 로그의 정의조건, 지수·로그 부등식과 수열의 극한
[50점] 2023기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 좌표평면 위의 두 점 사이의 거리: 좌표평면 위의 두 점 $A(x_1, y_1), B(x_2, y_2)$ 사이의 거리는 $$\overline{AB} = \sqrt{(x_1-x_2)^2 + (y_1-y_2)^2}$$

2. 이산확률변수의 기댓값: 이산확률변수 $X$의 확률분포가 $P(X=x_i) = p_i$ ($i=1, 2, \dots, n$)일 때, $X$의 기댓값은 $$E(X) = x_1 p_1 + x_2 p_2 + \dots + x_n p_n$$

3. 나머지정리: $x$에 대한 다항식 $P(x)$를 일차식 $x-\alpha$로 나누었을 때의 나머지를 $R$라고 하면 $R = P(\alpha)$이다.

[1] 함수 $f(x) = \log_{|a-2|}(x^2+2ax+4a+5)$에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, $a$는 실수)

  (1) 함수 $f(x)$가 정의되기 위한 실수 $a$의 값 중 정수를 모두 구하시오.  [5점]

  (2) $x \ge 0$에서 정의된 두 함수 $g(x) = \log_2(x^2+5), h(x) = \sqrt{x}$라고 할 때, $(g \circ h)^{-1}(x) > \frac{6}{2^x}$를 만족하는 $x$값의 범위를 구하시오.  [8점]
[2] 극한값 $\lim_{n \to \infty} n^{1/3} \left\{ (n^2+n)^{1/3} - (n^2+1)^{1/3} \right\}$을 구하시오.  [8점]
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[문제 2] (계속) 이산확률변수의 기댓값, 다항식 항등식과 나머지정리
[문항 3 및 4] 2023기출
[3] 자연수 $n$에 대하여 $x+y=n$ ($x \ge 0, y \ge 0$)를 만족시키고, 점 $(x, y)$의 $x$좌표와 $y$좌표가 모두 정수인 점들의 집합을 $A_n$이라고 하자. 집합 $A_n$에서 임의로 택한 한 점과 원점과의 거리의 제곱을 확률변수 $X_n$이라고 할 때, 다음 물음에 답하시오.

  (1) 집합 $A_n$에서 임의로 택한 한 점의 $x$좌표가 $k$일 때, 이 점과 원점과의 거리의 제곱을 구하시오.  [4점]

  (2) 확률변수 $X_n$의 기댓값을 구하시오.  [8점]
[4] 모든 실수 $x$에 대하여 다항식 $f(x)$는 아래 조건을 만족시킨다. 다음 물음에 답하시오.
$$x\{f'(x)+x\}\{f'(x)-x\} = f(x) + px^3 + qx^2 \quad (p, q\text{는 실수})$$
  (1) 위 조건을 만족시키는 일차 이상의 다항식 $f(x)$를 구하고, 이때 실수 $p, q$의 값 또는 $p, q$에 대한 관계식을 구하시오.  [12점]

  (2) $p=0$일 때, (1)에서 구한 각각의 다항식 $f(x)$를 일차식 $x-2023$으로 나눈 나머지들의 합을 구하시오.  [5점]
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[문제 1] 이차방정식 실근 조건과 영역, 정적분 대칭성
[50점] 2022기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 이차방정식의 근의 판별: 계수가 실수인 이차방정식 $ax^2+bx+c=0$ ($a\neq 0$)에서 $D = b^2-4ac$라고 할 때,
$D>0$이면 서로 다른 두 실근이 있다. $D=0$이면 중근이 있다. $D<0$이면 서로 다른 두 허근이 있다.

2. 치환적분법을 이용한 정적분: 미분가능한 함수 $g(x)$의 도함수 $g'(x)$가 닫힌구간 $[a,b]$를 포함하는 열린구간에서 연속이고, $g(a)=\alpha$와 $g(b)=\beta$에 대하여 함수 $f(x)$가 $\alpha$와 $\beta$를 포함하는 구간에서 연속일 때 다음이 성립한다. $$\int_a^b f(g(x))g'(x)\,dx = \int_\alpha^\beta f(t)\,dt$$

[1] 다음 물음에 답하시오.

  (1) 다음 조건 (ⅰ)과 (ⅱ)를 만족시키는 두 실수 $b$와 $c$에 대해 $(b, c)$를 좌표로 하는 점 전체로 이루어진 영역을 그림 또는 식으로 나타내시오.  [3점]
    (ⅰ) $0 \le b \le 2, \quad 0 \le c \le 2$
    (ⅱ) 이차방정식 $x^2 + bx + c = 0$의 실근이 있다.

  (2) 점 $A(2, 0)$을 지나는 직선이 (1)의 영역을 왼쪽과 오른쪽으로 넓이의 비가 $5:11$이 되도록 나눌 때, 그 직선의 방정식을 찾으시오.  [6점]
[2] 함수 $f(x)$가 $0 \le x \le \pi$에서 정의된 연속함수일 때, 다음 물음에 답하시오.

  (1) 함수 $y=f(x)$의 그래프를 $y$축에 대하여 대칭이동한 뒤에, $x$축의 방향으로 $\pi$만큼 평행이동한 것이 그래프인 함수를 $g(x)$라고 할 때, $\int_0^\pi f(x)\,dx = \int_0^\pi g(x)\,dx$임을 증명하시오.  [6점]

  (2) (1)을 이용하여 $\int_0^\pi \frac{x\sin x}{3+\sin^2 x}\,dx$의 값을 찾으시오.  [8점]
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[문제 1] (계속) 정사각형 배열 수열 규칙과 무한급수 합
[문항 3 및 4] 2022기출
정사각형 수열 배열 [3] 오른쪽 그림과 같이 $xy$평면의 제1사분면을 한 변의 길이가 $1$인 정사각형으로 나누어, 왼쪽 아래에서부터 차례대로 $1, 2, 3, \dots$의 번호를 붙인다. 번호가 $n$인 정사각형의 중심의 좌표를 $(a_n, b_n)$이라 하자. 이를테면 $(a_1, b_1) = \left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right)$, $(a_2, b_2) = \left(\frac{3}{2}, \frac{1}{2}\right)$, $(a_3, b_3) = \left(\frac{3}{2}, \frac{3}{2}\right)$이다. 다음을 찾으시오.

  (1) $a_{40}$의 값  [5점]

  (2) $b_{100}$의 값  [5점]
[4] 급수 $\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{a_n b_n}$에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (1) 자연수 $k$에 대하여 $\sum_{n=k^2+1}^{(k+1)^2} \frac{1}{a_n b_n}$의 값을 $k$에 관한 식으로 나타내시오.  [7점]

  (2) 급수 $\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{a_n b_n}$의 합을 찾으시오.  [10점]
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[문제 2] 타원 접선과 직각이등변삼각형, 초점 거리
[50점] 2022기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 삼수선의 정리: 평면 $\alpha$ 위에 있지 않은 점 $P$와 평면 $\alpha$ 위의 점 $H$ 및 평면 $\alpha$ 위의 직선 $l$ 위의 점 $O$에 대하여, $PO \perp l, OH \perp l, PH \perp \alpha$이면 세 조건 중 두 조건이 성립할 때 나머지 한 조건도 성립한다.

2. 타원의 정의: 평면 위의 서로 다른 두 점 $F, F'$에 대하여 $PF + PF'$의 값이 일정한 점 $P$의 자취를 타원이라 하고 두 점 $F, F'$을 타원의 초점이라 한다.

3. 여사건의 확률: 사건 $A$의 여사건 $A^c$에 대하여 $P(A^c) = 1 - P(A)$이다.

[1] 타원 $\frac{x^2}{a} + y^2 = 1$ ($a>0$)의 제1사분면에 있는 점 $P(x_1, y_1)$에 대하여, 점 $P$에서의 접선이 $x$축과 점 $A$에서 만나고 $y$축과 점 $B$에서 만난다고 하자. 원점 $O$와 두 점 $A$와 $B$가 꼭짓점인 삼각형 $OAB$가 직각이등변삼각형일 때, 다음 물음에 답하시오.

  (1) 점 $P$의 좌표를 $a$에 관한 식으로 나타내시오.  [6점]

  (2) 삼각형 $OAP$의 넓이가 삼각형 $OBP$의 넓이의 $2$배가 되는 타원의 방정식을 찾으시오.  [4점]

  (3) (2)의 타원의 두 초점 $F$와 $F'$에 대하여 다음을 만족시키는 타원에 있는 점 $Q$의 좌표를 모두 찾으시오.  [7점] $$\overline{FQ}^2 + \overline{F'Q}^2 = 10$$
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[문제 2] (계속) 도로망 최단 경로 경우의 수, 특정 지점 통과 확률
[문항 2] 2022기출
도로망 격자도 [2] 오른쪽 그림과 같은 도로망이 있다. $A$ 지점에서 출발하여 $B$ 지점까지 도로를 따라 최단거리로 가는 경우에 대하여 다음 물음에 답하시오.

  (1) $P$ 지점을 지나서 $B$ 지점까지 가는 경우의 수를 찾으시오.  [6점]

  (2) $P$ 지점 또는 $Q$ 지점을 지나서 $B$ 지점까지 가는 경우의 수를 찾으시오.  [8점]

  (3) $A$ 지점에서 $B$ 지점까지 가는 최단 경로를 임의로 하나 택할 때, $P$ 지점을 지나지 않고 $Q$ 지점을 지날 확률을 찾으시오.  [9점]

  (4) $A$ 지점에서 출발하여 어떤 교차점에 도달했을 때, 동쪽과 북쪽으로 갈 수 있는 경우 각각을 선택할 확률은 $\frac{1}{2}$이고 동쪽으로만 갈 수 있거나 북쪽으로만 갈 수 있는 경우 그 길을 선택할 확률은 $1$이라고 하자. $A$ 지점에서 출발하여 도로를 따라 이동할 때 $Q$ 지점을 거치지 않고 $P$ 지점을 거쳐 $B$ 지점까지 갈 확률을 찾으시오.  [10점]
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[문제 1] 등차수열 합, 절댓값 이차함수와 실근 개수
[50점] 3교시 기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 등차수열과 등비수열: 첫째항부터 차례로 일정한 수를 더해 만들어지는 수열을 등차수열이라 하고, 그 일정한 수를 공차라고 한다. 첫째항부터 차례로 일정한 수를 곱해 만들어지는 수열을 등비수열이라 하고, 그 일정한 수를 공비라고 한다.

2. 이차함수: 이차함수 $y=ax^2+bx+c$ ($a\neq 0$)의 그래프와 $x$축의 교점의 $x$좌표는 이차방정식 $ax^2+bx+c=0$의 실근과 같다. 이차함수 $y=ax^2+bx+c$의 그래프는 $a>0$이면 감소하다가 증가하고 $a<0$이면 증가하다가 감소한다. 이에 따라 이 이차함수의 최솟값은 $a>0$일 때 나타나고 최댓값은 $a<0$일 때 나타난다.

[1] $n$개의 항으로 이루어진 등차수열 $a_1, a_2, a_3, \dots, a_{n-1}, a_n$의 합은 $2022$이고 $a_2 = 92$이며 $a_{n-1} = 245$라고 하자. 다음 값을 찾으시오.

  (1) 항의 개수 $n$  [4점]

  (2) 공차 $d$  [4점]
[2] 이차함수 $f(x) = a(x-c)^2 + d$ ($a>0$)에 대해 다음 물음에 답하시오. (단, $a, c, d$는 상수)

  (1) $|f(1)| = |f(2)| = |f(3)| = |f(4)| = 10$일 때, 세 상수 $a, c, d$의 값을 각각 찾으시오.  [7점]

  (2) (1)에서 찾은 $f(x)$에 대해 함수 $y=|f(x)|$의 그래프를 그리고, 방정식 $|f(x)|=k$의 근의 개수가 다음과 같을 때 실수 $k$의 값 또는 그 범위를 각각 찾으시오.  [7점]
    ① 근이 없음      ② 근이 2개      ③ 근이 3개      ④ 근이 4개
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[문제 1] (계속) 삼차함수 내접 직사각형 둘레 최댓값, 삼각방정식과 사인법칙
[문항 3 및 4] 3교시 기출
직사각형과 삼차함수 그래프 [3] 오른쪽 그림과 같이 두 점 $A$와 $C$는 곡선 $y=2x^3-8x$에 있고 도형 $ABCD$는 선분 $AB$가 $y$축과 평행한 직사각형이다. 다음 물음에 답하시오.

  (1) 점 $A$의 $x$좌표는 $a$ ($-2 \lt a \lt 0$)이고 점 $C$의 $x$좌표는 $-a$라 할 때, 직사각형 $ABCD$의 둘레의 길이를 $a$에 관한 함수로 나타내시오.  [4점]

  (2) (1)에서 얻은 함수의 최댓값을 찾고, 이때의 $a$의 값을 찾으시오.  [6점]
[4] 구간 $\left(\frac{3\pi}{4}, \frac{5\pi}{4}\right)$에서 정의된 함수 $f(x) = \sin x + \sec^2 x$에 대해 다음 물음에 답하시오.

  (1) $\frac{3\pi}{4} \lt x \lt \frac{5\pi}{4}$일 때, $\sin x$의 값의 범위를 찾으시오.  [4점]

  (2) $\frac{3\pi}{4} \lt x \lt \frac{5\pi}{4}$일 때, 방정식 $f(x) = 1$의 근의 개수를 찾으시오.  [7점]

  (3) (2)에서 찾은 근 중에서 가장 작은 값과 가장 큰 값을 각각 $\alpha$와 $\beta$라고 하자. 삼각형 $ABC$에서 $\angle A = \alpha - \frac{\pi}{2}$이고 $\angle B = \beta - \pi$이며 $\overline{AB} = \sqrt{6}$이라고 하자. 이때, 삼각형 $ABC$의 외접원의 반지름의 길이 $R$을 찾으시오.  [7점]
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[문제 2] 정적분과 급수의 합, 상용로그와 데시벨 미분계수
[50점] 3교시 기출
【제시문】 다음 제시문을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.

1. 정적분과 급수의 합: 도형의 넓이를 구할 때, 주어진 도형을 잘게 나누어 간단한 도형의 넓이의 합으로 어림값을 구하고, 이 어림값의 극한값으로 도형의 넓이를 구할 수 있다.

2. 중복조합: 서로 다른 $n$개에서 중복을 허용하여 $r$개를 택하는 조합을 서로 다른 $n$개에서 $r$개를 택하는 중복조합이라고 한다. 이 중복조합의 수를 기호로 ${}_n\mathrm{H}_r$와 같이 나타낸다.

3. 위치벡터: 평면에서 정해진 점 $O$를 시점으로 하는 벡터 $\vec{OP}$를 점 $O$에 대한 점 $P$의 위치벡터라고 한다.

[1] 포물선 $y=x^2$과 $x$축 및 직선 $x=2$로 둘러싸인 도형의 넓이를 $S$라 할 때, 다음 물음에 답하시오.

  (1) $S$를 정적분으로 나타내고, 그 값을 찾으시오.  [2점]

  (2) (1)의 정적분을 급수의 합으로 나타내고, 극한을 이용하여 그 급수의 합을 찾으시오.  [4점]
[2] ‘데시벨(dB)’은 소리의 세기를 표준음의 세기와 비교해서 나타내는데, 표준음은 정상적인 청각을 지닌 사람이 겨우 들을 수 있는 소리로 그 세기는 $1\text{m}^2$에 $10^{-12}\text{W}$이다. 곧 $10^{-12}\text{W/m}^2$이다. 표준음의 세기를 $I_0\text{W/m}^2$이라 하고 어떤 소리의 세기를 $I\text{W/m}^2$이라고 할 때, 이 소리의 세기 $I\text{W/m}^2$을 단위를 바꾸어 $L\text{dB}$이라고 하면 이 값 $L$은 상용로그를 이용해서 다음과 같이 계산한다. $$L = 10\log \frac{I}{I_0}$$ $L$을 변수 $I$의 함수 $L(I)$라고 할 때, 다음 값을 찾으시오.  [6점] $$\lim_{h\to 0} \frac{L(10^5 I_0 + h) - L(10^5 I_0 - h)}{h}$$
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[문제 2] (계속) 중복조합과 조건부확률
[문항 3] 3교시 기출
[3] 방정식 $x+y+z+w=21$을 만족시키는 음이 아닌 정수 $x, y, z, w$의 순서쌍 $(x, y, z, w)$에 대하여 다음 값을 찾으시오. (단, $0$은 모든 수의 배수이다. 이를테면 $0$은 $2$의 배수이므로 짝수이고, $0$은 $6$의 배수이기도 하다.)

  (1) 주어진 방정식을 만족시키는 음이 아닌 정수 $x, y, z, w$의 순서쌍의 개수  [4점]

  (2) 주어진 방정식을 만족시키는 음이 아닌 정수 $x, y, z, w$의 순서쌍 중에서 하나를 임의로 택할 때, $x, y, z$가 모두 짝수일 확률  [5점]

  (3) 주어진 방정식을 만족시키는 음이 아닌 정수 $x, y, z, w$의 순서쌍 중에서 하나를 임의로 택할 때, $x$가 $6$의 배수이고 $y$와 $z$가 짝수일 확률  [5점]

  (4) 주어진 방정식을 만족시키는 음이 아닌 정수 $x, y, z, w$의 순서쌍 중에서 하나를 임의로 택하는데 $x, y, z$가 모두 짝수일 때, $x$가 $3$의 배수일 확률  [5점]
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[문제 2] (계속) 위치벡터 점렬 극한
[문항 4] 3교시 기출
[4] $n$이 자연수일 때, 좌표평면에서 원점 $O$를 시점으로 하는 두 점의 위치벡터 $\vec{a}_n = \left(\left(\frac{1}{2}\right)^n, 0\right)$과 $\vec{b}_n = \left(0, \left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}\right)$을 이용하여 벡터 $\vec{p}_n$을 다음과 같이 정의하자. $$\vec{p}_n = \sum_{k=1}^n (\vec{a}_k + \vec{b}_k)$$ 다음 물음에 답하시오.

  (1) 원점 $O$를 시점으로 하는 위치벡터 $\vec{p}_n$의 종점을 점 $P_n$이라고 할 때, $n$의 값이 커짐에 따라 점 $P_n$이 한없이 가까워지는 점 $P$의 좌표를 찾으시오.  [3점]

  (2) $n \ge 2$일 때, 점 $P_n$이 선분 $P_{n-1}P_{n+1}$을 $\alpha : \beta$ ($\alpha > 0, \beta > 0$)로 내분한다고 할 때, $\frac{\alpha}{\beta}$의 값을 찾으시오.  [5점]

  (3) 점 $A(1, 0)$과 (1)에서 찾은 점 $P$에 대해 다음을 만족시키는 좌표평면의 점 $Q$가 나타내는 도형의 방정식을 찾으시오.  [5점] $$|\vec{QA} + \vec{QP}| = 1$$
  (4) 점 $P_n$을 $x$축에 관해 대칭이동하고 $y$축의 방향으로 $1$만큼 평행이동한 점을 $R_n$이라 하고 원점 $O$를 시점으로 하는 두 위치벡터 $\vec{OR}_n$과 $\vec{OR}_{n+1}$이 이루는 예각의 크기를 $\theta_n$이라 할 때, $\cos\theta_n$의 최솟값을 찾으시오.  [6점]
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