2027학년도 대입 수시모집 논술 대비
중앙대학교 수시모집 논술고사
[창의형_자연1] 수학 문제집
응시 학과: 공과대학 (기계공학부, 화학공학, 건설환경플랜트, 건축학부 등) | 자연과학대학 (수학과, 물리학과, 화학과, 생명과학과 등)
2027 모의논술 (문제 1~8) + 2026 기출 (문제 1~4) + 2025 기출 (문제 1~4) 완제 수록
자연계열 공통문항
📝 [문제 1] 접선의 방정식과 곡선 사이의 넓이
배점: 15점
[문제 1] (15점) 곡선 \(y = x^3 - x\) 위의 점 \((1, 0)\)에서의 접선을 \(l\)이라 하자.
[문제 1-1] 곡선 \(y = x^3 - x\)와 직선 \(l\)의 교점을 구하시오. (단, 접점 \((1, 0)\)은 제외한다.) [5점]
[문제 1-2] 닫힌구간 \(\left[-2-\frac{1}{n},\, -2+\frac{1}{n}\right]\)에서 곡선 \(y = x^3 - x\)와 직선 \(l\) 사이의 넓이를 \(A_n\)이라 할 때,
\[\lim_{n \to \infty} (n^2 A_n)\]
의 값을 구하시오. [10점]
📝 [문제 2] 음함수의 미분법과 인수분해
배점: 15점
[문제 2] (15점) 음함수 표현 \(x^4 + 7x^2 y^2 + y^4 = 45\)에 대하여 \(x = a\)에서 \(\frac{dy}{dx} = - 1\)이다. \(a\)의 값을 모두 구하시오. 단, \(x > 0\) 이고 \(y > 0\)이다.)
📝 [문제 3] 정적분으로 정의된 함수와 역함수의 적분
배점: 15점
[문제 3] (15점) 양의 실수 \(a 에 대하여 함수 g(x)\)를 다음과 같이 정의한다.
\[g(x) = x + a \int_{0}^{x} e^{-t^2} dt\]
[문제 3-1] 함수 \(g(x)\)가 증가하는 구간을 구하시오. [5점]
[문제 3-2] 정적분
\[\int_{0}^{g(1)} g^{-1}(x) dx = 1\]
을 만족시키는 \(a\)를 구하시오. [10점]
📝 [문제 4] 수열과 수열의 급수
배점: 15점
[문제 4] (15점) 좌표평면에서 곡선 \(y = \sqrt{x}\) 위의 점 \(\text{P}_n(a_n^2\)\(, a_n\)과 \(x\) 축 위의 점 \(\text{Q}_n(b_n\)\(, 0\)을 다음과 같이 정의한다.
(i) 점 \(\text{P}_1\)의 좌표는 \(1, 1\)이다. 즉, \(a_1 = 1\)이다.)
(ii) \(\text{P}_n(a_n^2, a_n) 을 지나고 기울기 -1 인 직선이 x 축과 만나는 점을 \text{Q}_n(b_n, 0)\) 이라 한다.
(iii) \(\text{Q}_n(b_n\)\(, 0\)을 지나고 기울기 \(1\)인 직선이 곡선 \(y = \sqrt{x}\)와 만나는 점을 \(\text{P}_{n+1}(a_{n+1}^2\)\(, a_{n + 1}\) 이라 한다.
삼각형 \(\text{P}_n \text{Q}_n \text{P}_{n+1} 의 넓이를 S_n\) 이라 할 때, 급수
\[\sum_{n=1}^{10} S_n\]
의 값을 구하시오.
📝 [문제 5] 삼각함수의 덧셈정리와 함수의 최댓값
배점: 20점
[문제 5] (20점) 실수 \(a, b\)에 대하여 함수 \(f(x)\) \(= e^{x + \frac{\pi}{3}} a\sin x + b\cos x\)가 다음을 만족시킨다.
\[f\left(\frac{\pi}{6}\right) = f'\left(\frac{\pi}{6}\right) = e^{\frac{\pi}{2}}\]
[문제 5-1] 실수 \(a, b\)를 구하시오. [10점]
[문제 5-2] 닫힌구간 \([0, \pi] 에서 f(x)\)의 최댓값을 구하시오. [10점]
📝 [문제 6] 절댓값을 포함한 지수함수와 넓이의 정적분
배점: 20점
[문제 6] (20점) 좌표평면에서 점 \(\text{P}(t\)\(, 0\)을 지나는 직선 중 곡선 \(y = e^{|x|}\)과 한 점에서 만나는 직선이 세 개 있다. 세 직선이 곡선 \(y = e^{|x|}\)과 만나는 점을 각각 \(\text{A}(a_1\)\(, a_2\)\(,\)\(\text{B}(b_1\)\(, b_2\)\(,\)\(\text{C}(c_1\)\(, c_2\)라 하고, 삼각형 \(\text{ABC}\)의 넓이를 \(S(t)\)라 하자.
[문제 6-1] 점 \(\text{A}, \text{B}, \text{C} 의 좌표를 t 의 함수로 표현하시오. (단, 2 \le t \le 3 이고 a_1 < b_1 < c_1\)이다.) [10점]
[문제 6-2] 정적분
\[\int_{2}^{3} S(t) dt\]
를 구하시오. [10점]
📝 [문제 7] 타원의 접선과 두 접선이 이루는 각
배점: 15점
[문제 7] (15점) 점 \(\text{P}(t\)\(, 3\)에서 타원 \(\frac{x^2}{6} + \frac{y^2}{3} = 1\)에 그은 두 접선이 이루는 예각이 \(45^\circ\)일 때, \(t^2\)의 값을 구하시오.
📝 [문제 8] 평면벡터의 내적의 최솟값과 삼각형의 넓이
배점: 15점
[문제 8] (15점) 반지름의 길이가 \(1 인 원 위의 세 점 \text{A}, \text{B}, \text{C} 에 대하여 내적 \vec{\text{AB}} \cdot \vec{\text{AC}} 가 최솟값을 가질 때, 그 값과 삼각형 \text{ABC}\)의 넓이를 구하시오.
📝 [2026 기출 문제 1] 원탁 조건부 확률과 순열
배점: 20점
[문제 1] (20점) 다음 규칙에 따라 시행을 한다.
• \(1\) 학년 학생 \(1\) 명, \(2\) 학년 학생 \(2\) 명, \(3\) 학년 학생 \(2\) 명, \(4\) 학년 학생 \(3\) 명이 \(8\)개의 자리가 있는 원탁에 둘러앉는다.
• \(2\)학년 학생끼리는 서로 이웃하지 않는다.
• 두 \(3\) 학년 학생은 같은 \(2\)학년 학생과 서로 이웃하지 않는다.
• \(1\) 학년 학생은 \(3\)학년 학생과 서로 이웃하지 않는다.
• 회전하여 일치하는 것은 같은 것으로 본다.
위 시행에서 \(1\) 학년 학생이 \(2\)학년 학생과 서로 이웃할 확률을 구하시오.
📝 [2026 기출 문제 2] 삼차함수의 극값과 미분가능성
배점: 25점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 이차방정식 \(ax^2 + bx + c = 0\)의 두 근을 \(\alpha, \beta\) 라고 하면 다음 식이 성립한다.
\(\alpha + \beta = - \frac{b}{a}, \quad \alpha\beta = \frac{c}{a}\)
• 함수 \(f(x)\)와 실수 \(a\)에 대하여 함수 \(f(x)\)가 \(x=a\)에서 정의되어 있고 \(\lim_{x \to a}\) \(f(x)\)가 존재하며 \(\lim_{x \to a}\) \(f(x)\) \(=\) \(f(a)\)일 때, 함수 \(f(x)\)는 \(x=a\)에서 연속이라고 한다. 한편, 함수 \(f(x)\)가 \(x=a\)에서 연속이 아닐 때, 함수 \(f(x)\)는 \(x=a\)에서 불연속이라고 한다.
[문제 2-1] (10점) 모든 계수가 자연수인 삼차함수 \(f(x) = x^3 + mx^2 + nx + k\)가 다음 조건을 만족시킨다.
(가) 방정식 \(f'(x)\) \(= 0\)은 서로 다른 두 실근 \(\alpha\)와 \(\beta\)를 갖는다.
(나) \(f(1)\) \(= 11\)
\(\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}\) 이 최대가 되는 자연수 \(m, n, k\)를 구하시오.
[문제 2-2] (15점) 모든 실수 \(x\)에서 미분가능한 함수
\(f(x)\) \(=\) \(\begin{cases} \frac{4}{\pi^2}\sin^3 x - \frac{3}{\pi^2}\sin x & (x \ge 0) \\ 3x^3 + ax & (x < 0) \end{cases}\) \(\quad a\text{\)는 실수\(}\)
에 대하여 함수 \(g(k)\)는 \(- \pi \le x \le \pi\)에서 \(f(x)\) \(= k\) \(k\)는 실수\()\)의 서로 다른 실근의 개수라 정의하자. 실수 \(a\)의 값을 구하고, 함수 \(g(k)\)가 불연속인 실수 \(k\)의 값을 모두 구하시오.
📝 [2026 기출 문제 3] 정적분의 정의와 역함수 및 최솟값
배점: 25점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 함수 \(f(x)\)가 닫힌구간 \([a, b]\)를 포함하는 열린구간에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
\(\lim_{n \to \infty} \sum_{k = 1}^n\) \(f(x_k)\Delta\) \(x = \int_a^b\) \(f(x)dx\) \(\quad \text{\)단, \(} \Delta x = \frac{b - a}{n}, x_k = a + k\Delta x\)
• 미분가능한 함수 \(f(x)\)에서 \(f'(a)=0\) 이고 \(x=a\)의 좌우에서 \(f'(x)\)의 부호가 음에서 양으로 바뀌면 \(f(x)\)는 \(x=a\)에서 극소이고 극솟값은 \(f(a)\)이다.
• 미분가능한 함수 \(g(x)\)의 도함수 \(g'(x)\)가 닫힌구간 \([a, b]\)를 포함하는 열린구간에서 연속이고, \(g(a)=\alpha\)\(,\)\(g(b)=\beta\)에 대하여 함수 \(f(x)\)가 \(\alpha\)와 \(\beta\)를 양끝으로 하는 닫힌구간에서 연속일 때 다음 식이 성립한다.
\(\int_a^b\) \(f(g(x))g'(x)dx\) \(= \int_{\alpha}^{\beta}\) \(f(t)dt\)
• 두 함수 \(f(x)\)\(,\)\(g(x)\)가 미분가능할 때, 다음 식이 성립한다.
\(\int\) \(f(x)g'(x)dx\) \(=\) \(f(x)g(x)\) \(- \int\) \(f'(x)g(x)dx\)
[문제 3-1] (10점) 극한값
\(\lim_{n \to \infty} \sum_{k=1}^n \frac{1}{n} \frac{\left(2+\frac{k}{n}\right)\left(3+\frac{k}{n}\right)\ln\left(2+\frac{k}{n}\right)\ln\left(3+\frac{k}{n}\right)}{\left(3+\frac{k}{n}\right)\ln(3n+k) - \left(2+\frac{k}{n}\right)\ln(2n+k) - \ln n}\)을 구하시오.
[문제 3-2] (15점) 좌표평면 위의 점 \(\text{O}(0\)\(, 0\)\(,\)\(\text{P}(x\)\(, 0\)\(,\)\(\text{A}(t\)\(, \sqrt{3}t\)\(,\)\(\text{B}(t\)\(, - \sqrt{3}t\)에 대하여 함수 \(f(x)\) \(= \overline{\text{PO}} + \overline{\text{PA}} + \overline{\text{PB}}\)의 최솟값을 \(m(t)\)라 할 때,
\(\int_{1/2}^4\) \(\ln(m(t))\) \(dt = a\ln 2 + b\ln 5 + c\ln 7 + d\)이다. 유리수 \(a, b, c, d\)를 구하시오. 단, \(t > 0\)이다.)
📝 [2026 기출 문제 4] 평면벡터의 영역과 구의 접선
배점: 30점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 두 벡터 \(\vec{u}, \vec{v}\)의 크기와 방향이 같을 때, 두 벡터 \(\vec{u}, \vec{v}\)는 서로 같다고 하고 기호로 \(\vec{u} = \vec{v}\)와 같이 나타낸다.
• 두 벡터 \(\vec{p}, \vec{q}\)에 대하여 \(\vec{p} = \vec{\text{OP}}, \vec{q} = \vec{\text{OQ}}\) 라고 하면 \(\vec{p} - \vec{q} = \vec{\text{OP}} - \vec{\text{OQ}} = \vec{\text{QP}}\)이다.
• 중심이 \(\text{C}(a\)\(, b, c\) 이고 반지름의 길이가 \(r\)인 구의 방정식은 \((x-a)^2\) \((+ y - b)^2\) \((+ z - c)^2\) \(= r^2\)이다.
[문제 4-1] (15점) 한 점 \(\text{O}\)와 반지름의 길이가 \(1\)인 원 \(C\)와 \(\overline{\text{AB}} = 5, \overline{\text{BC}} = 6, \overline{\text{CA}} = 7\)인 삼각형 \(\text{ABC}\)가 한 평면 위에 있다. 두 점 \(\text{P, Q}\)가 원 \(C\) 위를 움직이고 두 점 \(\text{R, S}\)가 삼각형 \(\text{ABC}\)의 변 위를 움직인다. 같은 평면 위의 점 \(\text{X}\)가 \(\vec{\text{OX}} = \vec{\text{PS}} + \vec{\text{RQ}}\)를 만족시킬 때, 점 \(\text{X}\)가 존재하는 영역의 넓이를 구하시오.
[문제 4-2] (15점) 좌표공간에 구 \(S : x^2 + y^2 + z^2 = 100\)과 점 \(\text{T}\left(\frac{2\sqrt{5}}{3}\)\(, \frac{14\sqrt{5}}{3}, \frac{5\sqrt{5}}{3}\right)\)가 있다. 점 \(\text{T}\)를 지나는 직선이 \(z\) 좌표가 \(0\) 이하인 점 \(\text{P}\)에서 구 \(S\)에 접한다. 점 \(\text{P}\)가 나타내는 도형의 길이를 구하시오.
📝 [2025 기출 문제 1] 조건부확률과 공 꺼내기 시행의 점수 확률
배점: 20점
[문제 1] (20점) 다음 규칙에 따라 점수를 얻는 시행을 한다. 풀이와 함께 물음에 답하시오.
• 주머니에 빨간색 공 4개, 파란색 공 3개, 초록색 공 3개가 들어 있다.
• 서로 다른 2개의 주사위를 동시에 던져 나온 눈의 수의 합이 4 이하이면 주머니에서 임의로 공 2개를 동시에 꺼낸다. 만일 눈의 수의 합이 5 이상이면 주머니에서 임의로 공 1개를 꺼낸다.
• 꺼낸 공 중에서 빨간색 공의 개수를 점수로 얻는다.
• 꺼낸 공을 모두 주머니에 다시 넣는다.
위 시행을 2회 반복할 때 얻은 점수의 합이 2점 이상일 확률을 구하시오.
📝 [2025 기출 문제 2] 수열의 합과 점화식 및 삼각함수 부분적분
배점: 25점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 수열 \({a_n}\)의 첫째항부터 제 \(n\) 항까지의 합을 \(S_n\) 이라고 하면 일반항과 수열의 합의 관계는 다음과 같다.
\(a_1 = S_1, \quad a_n = S_n - S_{n - 1} \quad n \ge 2\)
• 두 함수 \(f(x)\)\(,\)\(g(x)\)가 미분가능할 때 다음 식이 성립한다.
\(\int\) \(f(x)g'(x)dx\) \(=\) \(f(x)g(x)\) \(- \int\) \(f'(x)g(x)dx\)
[문제 2-1] (10점) 수열 \({a_n}\)의 첫째항부터 제 \(n\) 항까지의 합 \(S_n\) 이 다음을 만족시킬 때, \(a_1\)을 구하시오.
(가) \(S_n =\) \(\begin{cases} \frac{1}{2}a_n - 2 & (n\text{이 짝수인 경우}) \\ 2a_n + 3) & (n\text{이 3) 이상인 홀수인 경우}) \end{cases}\)
(나) \(S_8 = 2025\)
[문제 2-2] (15점) 실수 전체의 집합에서 정의된 함수 \(f(x)\)가 닫힌구간 \([ - 1, 1]\)에서
\(f(x)\) \(=\) \(\begin{cases} -x^2 \cos(\pi x) & (-1 \le x < 0) \\ x^2 \cos(\pi x) & (0 \le x \le 1) \end{cases}\)
이고, 모든 실수 \(x\)에 대하여 \(f(x)\) \(=\) \(\frac{1}{2}f(x-2)\) \(- \frac{3}{2}\)을 만족시킨다. 이때 정적분 \(\int_{-4}^{-1}\) \(f(x)dx\)의 값을 구하시오.
📝 [2025 기출 문제 3] 음함수 곡선의 최단거리 및 삼각함수 도형 치환적분
배점: 25점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 점 \(x_1, y_1\)과 직선 \(ax + by + c = 0\) 사이의 거리는 \(\frac{|ax_1 + by_1 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)이다.
• 모든 실수 \(\alpha, \beta\)에 대하여 \(\sin(\alpha+\beta)\) \(= \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta, \quad\) \(\cos(\alpha+\beta)\) \(= \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta\) 이 성립한다.
• 미분가능한 함수 \(g(x)\)의 도함수 \(g'(x)\)가 닫힌구간 \([a, b]\)를 포함하는 열린구간에서 연속이고, \(g(a)=\alpha\)\(,\)\(g(b)=\beta\)에 대하여 함수 \(f(x)\)가 \(\alpha\)와 \(\beta\)를 양끝으로 하는 닫힌구간에서 연속일 때 \(\int_a^b\) \(f(g(x))g'(x)dx\) \(= \int_\alpha^\beta\) \(f(t)dt\)가 성립한다.
) [문제 3-1] (10점) 좌표평면 위에 점 \(\text{A}(3)\(, 0\)\(,\)\(\text{B}(4)\(, 2\)가 있다. 방정식 \(y^3 - 3e^{2x}y + 2e^{3x} = 0\)을 만족시키는 점 \(\text{P}(x\)\(, y\)에 대하여 삼각형 \(\text{PAB}\)의 넓이의 최솟값을 구하시오. 단, \(y \ge 0\)이다.)\) [문제 3-1] (10점) 좌표평면 위에 점 \(\text{A}(3)\(, 0\)\(,\)\(\text{B}(4)\(, 2\)가 있다. 방정식 \(y^3 - 3e^{2x}y + 2e^{3x} = 0\)을 만족시키는 점 \(\text{P}(x\)\(, y\)에 대하여 삼각형 \(\text{PAB}\)의 넓이의 최솟값을 구하시오. 단, \(y \ge 0\)이다.)
[문제 3-2] (15점) \(\overline{\text{AB}} = 2, \overline{\text{AC}} = 1\) 이고 \(\angle\text{BAC} = 3x\)인 삼각형 \(\text{ABC}\)가 있다. 선분 \(\text{BC}\) 위의 점 \(\text{D}\)를 \(\angle\text{BAD}=x\)가 되도록 잡자. 선분 \(\text{AD}\)의 길이를 \(f(x)\)라 할 때, 정적분 \(\int_{\pi/6}^{\pi/4}\) \(f(x)\sin\) \(3x dx\)의 값을 구하시오.
📝 [2025 기출 문제 4] 삼수선의 정리와 쌍곡선의 접선 및 거리를 구하기
배점: 30점
[제시문] 다음을 읽고 문항별로 풀이와 함께 답하시오.
• 평면 \(\alpha 위에 있지 않은 점 \text{P} , 평면 \alpha 위의 점 \text{O} , 점 \text{O} 를 지나지 않는 \alpha 위의 직선 l , 직선 l 위의 점 \text{H} 에 대하여 \overline{\text{PO}} \perp \alpha, \overline{\text{OH}} \perp l 이면 \overline{\text{PH}} \perp l\)이다.
• 쌍곡선 \(\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1\)의 점근선의 방정식은 \(y = \frac{b}{a}x, y = - \frac{b}{a}x\)이다.
• 쌍곡선 \(\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1\) 위의 점 \(\text{P}(x_1\)\(, y_1\) 에서의 접선의 방정식은 \(\frac{x_1 x}{a^2} - \frac{y_1 y}{b^2} = 1\)이다.
[문제 4-1] (15점) 오른쪽 그림과 같이 한 모서리의 길이가 \(2 인 정육면체 \text{ABCD-EFGH} 의 선분 \text{AB, AD} 위에 점 \text{P, Q} 가 각각 놓여 있다. 삼각형 \text{PEG, QEG} 의 넓이가 각각 \sqrt{10} 과 3 일 때, 삼각형 \text{EPQ}\)의 넓이를 구하시오.
[문제 4-2] (15점) 두 초점이 \(\text{F}(c\)\(, 0\)\(,\)\(\text{F}'(-c\)\(, 0\) \(c>0\) \()\)인 쌍곡선 \(x^2 - 3y^2 = 1\) 위의 점 \(\text{P}(a\)\(, b\) \(a>0, b>0\) \()\)에서의 접선이 \(y\) 축과 만나는 점을 \(\text{Q}\) , 쌍곡선의 점근선 중 기울기가 양수인 직선과 만나는 점을 \(\text{R}\)라 하자. 삼각형 \(\text{OQR}\)의 넓이를 \(x\) 축이 이등분할 때, 점 \(\text{F}\)와 직선 \(\text{F}'\text{P}\) 사이의 거리를 구하시오. 단, \(\text{O}\)는 원점이다.)
\)\)\)