5
수학
• 영역 •
수학 가 형 정답‘ ’
1 ③ 2 ② 3 ② 4 ⑤ 5 ① 6 ① 7 ④ 8 ③ 9 ④ 10 ④ 11 ⑤ 12 ③ 13 ⑤ 14 ④ 15 ⑤ 16 ① 17 ① 18 ② 19 ③ 20 ② 21 ④ 22 23 24 25
26 27 28 29 30
해 설
1. 출제의도 수열의 극한값을 계산한다[ ] .
lim
→∞
lim
→∞
2. 출제의도 로그의 성질을 이용하여 값을 구한다[ ] . log log
log log
log
3. 출제의도 등차수열의 항을 구한다[ ] .
는 과 의 등차중항이므로
4. 출제의도 사건의 독립을 이용하여 확률을 구한다[ ] . P P
두 사건 와 는 서로 독립이므로 P∩ PP
×
따라서 P∪ P∩
5. 출제의도 이항정리를 이용하여 계수를 구한다[ ] .
의 전개식의 일반항은C
C ( ≤ ≤ ) 에서 이므로 의 계수는
C× × × ×
따라서
이고 이므로
6. 출제의도 매개변수로 나타낸 함수를 미분한다[ ] .
따라서 일 때
7. 출제의도 조건부확률을 이용하여 확률을 구한다[ ] . 주머니 A 에서 공을 꺼내는 사건을 , 주머니에서 흰 공을 꺼내는 사건을 라 하자.
P
이므로 P∩
×
P P∩ P∩
×
×
구하는 확률은 P P P∩
8. 출제의도 로그가 포함된 부등식의 해를 구한다[ ] . log log ≤ 의 진수조건에서
또는 …… ㉠
log ≤ log 이므로
≤ , ≤
≤ , ≤ ≤ …… ㉡ 에서
,
㉠ ㉡ ≤ 또는 ≤
따라서 부등식을 만족시키는 정수 는
, , , 이므로 그 합은 이다.
9. 출제의도 역함수의 미분법을 이해한다[ ] .
라 하면
이므로 즉 , ln
′
이므로 ′ ln
따라서 ′
′ ln
10. 출제의도[ ] 같은 것이 있는 순열을 이용하여 경우 의 수를 구한다.
나열하는 카드에 적힌 문자의 종류에 따라 경우를 나 누면 다음과 같다.
( )ⅰ B 와 C 인 경우
C 가 적힌 카드 장을 두 번째에 나열하고 C 가 적힌 남은 카드 장과 B 가 적힌 카드 장을 일렬로 나열하는 경우의 수는
이다.
( )ⅱ A 와 B 와 C 인 경우
C 가 적힌 카드가 장일 때, C 가 적힌 카드 장을 두 번째에 나열하고 C 가 적힌 남은 카드
장과 B 가 적힌 카드 장 및 A 가 적힌 카드
장을 일렬로 나열하는 경우의 수는
이 다. C 가 적힌 카드가 장일 때, C 가 적힌 카드
장을 두 번째에 나열하고 C 가 적힌 남은 카드
장과 B 가 적힌 카드 장 및 A 가 적힌 카드
장을 일렬로 나열하는 경우의 수는
이 다 따라서 이 경우의 수는 . 이다.
에서 구하는 경우의 수는
( ), ( )ⅰ ⅱ 이다.
11. 출제의도 삼각함수가 포함된 방정식을 푼다[ ] . sin cos , sin cos 이므로
cos cos,
coscos
( )ⅰ cos 일 때, sin 이고 ( )ⅱ cos
일 때, sin
이고
에서 방정식의 모든 해의 합은
( ), ( )ⅰ ⅱ
이다.
12. 출제의도 적분과 미분의 관계와 합성함수의 미분[ ] 을 이용하여 함숫값을 구한다.
주어진 식에서 이면 이때 ≠ 이므로
주어진 식의 양변을 에 대하여 미분하면
ln ×
ln ln
ln ln ln , ln 이면 따라서 ×
13. 출제의도 정규분포의 성질을 이해한다[ ] .
확률밀도함수 의 그래프는 직선 에 대하여 대칭이다.
( )ⅰ 에서
즉 ,
( )ⅱ 에서
즉 , 에서
( ), ( )ⅰ ⅱ 은 자연수이므로
P≤ P
≤
P≤ P ≤≤
14. 출제의도[ ] 정적분과 급수의 합 사이의 관계를 이 해한다.
→∞
lim
cos
sin
cos
cos
sin
× 15. 출제의도[ ] 지수함수와 로그함수의 그래프를 이용 하여 문제를 해결한다.
점 P 의 좌표를 P ( 이라 하면 점 ) P 를 직 선 에 대하여 대칭이동시킨 점 Q 의 좌표는
이다. ∠PQR ° 이고 직선 PQ 의 기울기가
이므로 두 점 Q, R 의 좌표는 같다.
즉 점 R 의 좌표는 이다.
직선 PR 의 기울기는
이므로
에서
…… ㉠
PR
이므로
…… ㉡
에서 ,
㉠ ㉡ 이고 이므로 에 대입하면
㉠
이고 이므로
16. 출제의도 배수의 성질을 이용하여 확률을 구한다[ ] . 원소의 개수가 인 부분집합의 개수는 C
부터 까지의 자연수 중에서 으로 나눈 나머지 가 , , 인 수의 집합을 각각 , , 라 하면
, ,
이다 집합 . 의 서로 다른 세 원소의 합이 항상 의 배수가 아니려면 집합 는 세 집합 , , 중 두 집합에서 각각 개의 원소를 택하여 이 네 수 를 원소로 해야 한다.
( )ⅰ , 인 경우의 수는 C×C
( )ⅱ , 인 경우의 수는 C×C ( )ⅲ , 인 경우의 수는 C×C
에서 집합
( ), ( ), ( )ⅰ ⅱ ⅲ 의 서로 다른 세 원소의 합이 항상 의 배수가 아닌 경우의 수는
따라서 구하는 확률은
17. 출제의도[ ] 사인법칙을 이용하여 삼각형의 외접원 의 넓이를 구한다.
삼각형 ABC 에 내접하는 원이 세 선분 CA, AB , BC 와 만나는 점을 각각 P, Q, R 라 하자.
OQ OR 이므로 DR DB RB
DO
이므로 sin∠DOR
6
삼각형 DOR 와 삼각형 OAQ 는 닮음비가 이므 로 AQ × OR
이때 점 O 가 삼각형 ABC 의 내심이므로
PA AQ , ∠CAD ∠DAB
AB AC BD DC ,
CP
CR
CP
CR
이때 CP CR 이므로 CR 즉 , CD 직선 OR 와 직선 AB 가 평행하므로
∠DAB ∠DOR 즉 , ∠CAD ∠DOR
삼각형 ADC 의 외접원의 반지름의 길이를 라 하 면 사인법칙에 의하여
sin∠CAD
CD
이므로 삼각형 ADC 의 외접원의 넓이는
이다.
18. 출제의도[ ] 도형의 성질을 이용하여 급수의 합을 추론한다.
선분 AB의 중점을 O, 선분 AD이 두 선분 CA , CE과 만나는 점을 각각 F, G이라 하 고 선분 , BD이 두 선분 CE, EB 과 만나는 점을 각각 H, I이라 하자.
반원 의 반지름의 길이를 이라 하고, 번째 색 칠되는 모양의 도형의 넓이를 이라 하자.
두 점 C, D이 호 AB의 등분점이므로
∠COA ° , ∠AOD ° , DA DB
∠CA O ° 이므로 A C
삼각형 DGH은 DG DH인 직각삼각형이고,
DG
OD A C
DG 삼각형
( DGH의 넓이)
× 삼각형 AA F의 넓이) 두 삼각형 AA F, BB I이 합동이므로
반원 의 넓이 사각형 CA B E의 넓이 × 삼각형 DGH의 넓이
A B × A C DG
×
A B A C
이므로
따라서 수열
은 이고 공비가
인 등비수열이므로
lim
→∞
∞
19. 출제의도 수학적 귀납법을 이용하여 명제를 증명[ ] 한다.
( )ⅰ 일 때 좌변( ) , (우변) 이므로 (*)이 성립한다.
( )ⅱ 일 때 (*)이 성립한다고 가정하면
C
이다. 일 때,
C
C
CC
×
×
이다 따라서 . 일 때도 (*)이 성립한다. 에 의하여 모든 자연수
( ), ( )ⅰ ⅱ 에 대하여 (*)이 성립한다.
, , 이므로
20. 출제의도 몫의 미분법을 이용하여 함수의 성질을 [ ] 추론한다.
≠ 일 때, ′
ㄱ 이면 일 때, ′ .
이므로 함수 는 구간 ∞ 에서 증가한다. ( )참
ㄴ 함수 가 에서 연속이므로.
lim
→
이 성립한다.
이 홀수일 때, → 이면 분모( )→ 이고 분자
( )→ 이므로 함수 의 극한값이 존재 하지 않는다.
이 짝수일 때,
lim
→
이고
이므로 이다.
따라서 일 때만 함수 가 에서 연속이므로 ′
이다.
일 때 이고, ≥ 일 때 함수
의 증가와 감소는 다음과 같다.
…
…
′
↗ ↘
이므로 방정식 는 ≥ 에서 만 서로 다른 두 실근을 갖는다. ( )참
ㄷ ′ 에서 .
( ≠ ) ( )ⅰ 이 홀수일 때
함수 는 극솟값을 갖지 않는다.
( )ⅱ 이 짝수일 때
이면 함수 는 극솟값을 갖지 않고,
≥ 이면 함수 는
에서
극솟값을 갖는다.
에서 구간
( ), ( )ⅰ ⅱ ∞ 에서 함수 가 극솟값을 갖도록 하는 이하의 모든 자연수 은 , , , 이므로 그 합은 이다. (거짓)
이상에서 옳은 것은 ㄱ ㄴ, 이다.
21. 출제의도 도형의 성질을 이용하여 삼각함수의 극[ ] 한에 대한 문제를 해결한다.
두 직각삼각형 PCE 와 ADE 는 닮음이므로
EP EA EC ED 에서 EP × ED EA× EC
∠DEP
이므로
× EP× ED× sin
× EA× EC × cos
직각삼각형 APB 에서 AP cos
삼각형 ACP 에서 ∠ACP 이므로 사인법칙에 의하여 sin
AC
sin
AP
에서
AC sin
sincos
삼각형 ACE 에서 ∠ACE
,
∠CEA
이고 사인법칙에 의하여
sin
EC
sin
EA
sin
AC
이므로
EC
sin
AC sin
sin cos
sin sincos
EA
sin
AC sin
sin cos
sin cos cos
sin cos
sin sin cos cos
lim
→
lim
→ sin cos
sin sin cos cos
lim
→
sin
sin
sin
cos cos cos
22. 출제의도 합성함수의 도함수를 계산한다[ ] .
′ cos 이므로 ′ cos 23. 출제의도 이항분포를 따르는 확률변수의 평균과[ ]
분산을 이해한다.
V ×
×
에서
따라서 E ×
24. 출제의도 삼각함수의 성질을 이해한다[ ] . sin
tan cos × tan sin sin 이므로 sin ×
25. 출제의도[ ] 표본평균을 이용하여 모평균의 신뢰구 간을 구한다.
모표준편차가 이고 표본의 크기가 일 때 표본평, 균을 라 하면 모평균 에 대한 신뢰도 의 신뢰구간은 ×
≤ ≤ ×
7
× × ×
에서
26. 출제의도 수열의 극한에 대한 문제를 해결한다[ ] . A , B 에서 OA , OB
직선 OB의 방정식은 이므로
점 C의 좌표는
이고 PC
lim
→∞OB OA
PC
lim
→∞
lim
→∞
, 이므로
27. 출제의도 정적분과 넓이의 관계를 이용하여 문제[ ] 를 해결한다.
이므로
′
28. 출제의도 중복조합을 이용하여 실생활 문제를 해[ ] 결한다.
A 가 반드시 빵을 개 이상 받는 경우의 수는 A 에 게 빵 개와 우유 개를 먼저 주고 남은 빵 , 개와 우유 개를 A, B , C 에게 나누어 주는 경우의 수와 같다.
( )ⅰ A 에게 남은 빵 개를 주는 경우 남은 우유
개를 A, B , C 에게 나누어 주는 경 우의 수는 HC 이다.
( )ⅱ A 에게 남은 빵 개 중 개를 주는 경우 남은 빵
개를 B 또는 C 에게 나누어 주는 경 우의 수는 이고 빵을 준 학생에게 우유를 , 개 주고 남은 우유 개를 A, B , C 에게 나누어 주 는 경우의 수가 HC 이므로 경우의 수 는 × 이다.
( )ⅲ A 에게 남은 빵을 주지 않는 경우 남은 빵
개를 B 또는 C 중 한 명에게 모두 주 는 경우의 수는 이고 빵을 준 학생에게 우유를 ,
개 주고 남은 우유 개를 A, B , C 에게 나누 어 주는 경우의 수가 HC 이므로 경우 의 수는 × 이다.
또 남은 빵 개를 학생 B 와 C 에게 각각 개씩 나누어 주는 경우의 수는 이고 빵을 준 학생에, 게 우유를 개씩 주고 남은 우유 개를 세 명의 학생에게 주는 경우의 수가 이므로 경우의 수는
× 이다.
따라서 A 에게 남은 빵을 주지 않는 경우의 수는
이다.
( ), ( ),ⅰ ⅱ ( )ⅲ 에서 구하는 경우의 수는
이다.
29. 출제의도 수열의 합을 추론한다[ ] .
자연수 , , 에 대하여 이고 조건 나 에서 ( )
이므로 ≥ 이다.
( )ⅰ ( , , , ⋯, 인 경우) 일 때 ≤ ≤
일 때 ≤ ≤ ⁝
일 때
이므로 순서쌍 의 개수는
⋯
( )ⅱ ( , , , ⋯, 인 경우) 일 때 ≤ ≤
일 때 ≤ ≤ ⁝
일 때 ≤ ≤ 이므로 순서쌍 의 개수는
⋯
에서 모든 순서쌍
( ), ( )ⅰ ⅱ 의 개수는
×
× ×
×
30. 출제의도[ ] 치환적분법을 이용하여 문제를 해결한 다.
(, 는 상수 라 하면)
이므로 ,
≠ 이므로 ≠
따라서 ( , ≠ ) 조건 가 에서 ( ) ≤
≥ 일 때, ≤
일 때, ≥
이고, 는 연속함수이므로
에서
에서
′
″
, 이므로 모든 실수 에 대하여
′ 이고, 이면 ″ , 이면
″ 이다 조건 가 에서 . ( ) 의 최솟값이 이 므로 ′
…… ㉠
조건 나 의 ( )
에서 라 하면
을 대입하면
㉠
,
이므로
즉 , 조건 나 에서( )
이므로 라 하면
≠ 에서 이고 ≠ 이므로 에 대입하면
㉠ ,
따라서 , , 이므로
수학 나 형 정답‘ ’
1 ② 2 ③ 3 ① 4 ④ 5 ④ 6 ⑤ 7 ② 8 ⑤ 9 ④ 10 ③ 11 ④ 12 ⑤ 13 ① 14 ② 15 ⑤ 16 ③ 17 ① 18 ③ 19 ① 20 ② 21 ⑤ 22 23 24 25
26 27 28 29 30
해 설
1. 출제의도 로그의 값을 계산한다[ ] . log log
log
log
2. 출제의도 중복순열과 중복조합의 값을 계산한다[ ] .
∏ , H CC 이므로
∏H
3. 출제의도 조건부확률을 이용하여 확률을 구한다[ ] .
P P P∩
4. 출제의도 미분계수의 정의를 이용하여 극한값을 구[ ] 한다.
미분계수의 정의에 의하여
→
lim
′ 이므로 ′ 따라서
lim
→
lim
→
lim
→
lim
→
′ ′
′
5. 출제의도 등차수열의 공차를 구한다[ ] . 등차수열
의 공차를 라 하면 , , 이므로
즉,
따라서
6. 출제의도 이항정리를 이용하여 식의 값을 구한다[ ] .
CC× C× C× C×
7. 출제의도 삼각함수의 그래프를 이해하여 교점의 좌[ ] 표를 구한다.
두 함수의 그래프가 만나는 점의 좌표가 같으므로 sin cos
cos
sin 이므로 sin 즉, sin
그러므로
또는
따라서 모든 점의 좌표의 합은
8. 출제의도 함수의 그래프에서 좌극한과 우극한을 구[ ] 한다.
lim
→
,
lim
→
,
lim
→
에서
8
→
lim
lim
→
lim
→
lim
→
→
lim
9. 출제의도 여사건의 확률을 이용하여 독립시행의 확[ ] 률을 구한다.
한 개의 동전을 번 던져서 앞면이 번 이상 나오는 사건을 라 하면 은 앞면이 번 또는 번 나오 는 사건이므로 그 확률은
PC
C
따라서 P P
10. 출제의도 정적분을 이용하여 곡선과 직선으로 둘[ ] 러싸인 부분의 넓이를 구한다.
곡선 과 직선 의 교점의 좌표는 방정식
에서 , 따라서 구하는 넓이는
11. 출제의도 미분을 이용하여 속도와 가속도에 대한 [ ] 문제를 해결한다.
시각 에서의 속도를 라 하면
에서
에서 점 P 가 운동 방향을 바꾸므로 에서
그러므로 에서 시각 에서의 가속도를 라 하면
따라서 에서 점 P 의 가속도는 ×
12. 출제의도[ ] 표본평균의 확률분포를 이용하여 확률 을 구한다.
정규분포 N 을 따르는 모집단에서 임의추출 한 과자 상자의 무게의 표본평균을 라 하면 는 정규분포 N
즉, N 을 따른다.그러므로 확률변수
는 표준정규분포 N 을 따른다.
P
≤ ≤
P
≤≤
P ≤≤ 이므로
따라서
13. 출제의도[ ] 지수함수의 그래프를 이용하여 문제를 해결한다.
점 A 의 좌표는 점 , B 의 좌표는 , 점 C 의 좌표는 점 , D 의 좌표는
사각형 ABCD 가 직사각형이므로
점 A 의 좌표와 점 D 의 좌표가 같아야 한다.
즉,
× , 그런데 이므로 에서
그러므로 직사각형 ABCD의 가로의 길이는 이고 세로의 길이는
따라서 직사각형 ABCD의 넓이는
14. 출제의도 절댓값을 포함한 등차수열의 합을 이용[ ] 하여 항의 값을 구한다.
등차수열
의 공차를 이라 하면 이므로 , ,
그러므로
따라서
이므로
15. 출제의도[ ] 이산확률변수의 확률분포를 이용하여 평균을 구한다.
E E V E
16. 출제의도[ ] 부정적분과 정적분의 성질을 이용하여 함숫값을 구한다.
라 하면 가 에서 ( ) 는 의 한 부정적분이므로
(는 적분상수)나 에서
( )
에서
에서
즉,
이므로
따라서
17. 출제의도 함수의 곱의 미분법을 이용하여 미분계[ ] 수를 구한다.
가 에서 ( )
lim
→
함수 와 가 에서 연속이므로
에서 …… ㉠
는 일차함수이므로 라 하면
′ …… ㉡ 나 에서
( ) ′ 이므로 그런데 ㉠에서 이므로 ,
에서
㉡ ′
lim
→
는 함수 의 에서 의 미분계수이므로
lim
→
′ ′
즉, ′ ′ ′ 따라서 ′
18. 출제의도 수학적 귀납법을 이용하여 명제를 증명[ ] 한다.
집합 의 원소의 개수는 이하의 자연수 중에서
개를 선택하는 조합의 수와 같으므로
가 C
집합 ⋯ 에서
이 개이므로 그 합은
즉, 나
그러므로
,
따라서
19. 출제의도[ ] 사인법칙과 코사인법칙을 이용하여 외 접원의 반지름의 길이를 구한다.
주어진 원이 삼각형 BCD 의 외접원이고 반지름의 길이가 이므로 사인법칙에 의하여
CD sin
, BC sin
삼각형 BCD 에서 코사인법칙에 의하여
× ×
× cos
이 식을 정리하면 그러므로
±
따라서 이므로
20. 출제의도 정적분과 미분의 관계를 이용하여 정적[ ] 분의 값을 구한다.
′ ′ ′
삼차함수 의 최고차항의 계수가 이므로 ′
는 이차항의 계수가 인 이차함수이다.
그러므로 ′ ′ 에서 ′ 는 최고차항의 계수가 인 삼차함수이다.
또 모든 실수 , 에 대하여 ≤ 이므로 함수
는 에서 최댓값을 가지고 함수 는
에서 극값을 가진다 즉. , ′
그러므로 ′ 에서 ′
사차함수 가 오직 개의 극값만 가지므로 함수
는 에서 극값을 가질 수 없다 즉. ,
′ 따라서
′
21. 출제의도[ ] 지수함수와 로그함수의 그래프를 이용 하여 두 교점의 관계를 추론한다.
,
log
, 의 그래프는 그림과 같 다.ㄱ 일 때,.
두 곡선 , log 의 교점은 직선 위에 있으므로
이고 ,
그림에서 은 감소함수이므로
즉,
한편, log
log이고
log 는 감소함수이므로
그러므로
참 ( ) ㄴ .
이고 log
그런데 이므로
…… ㉠
와
을 각각 세제곱하면
이므로
즉,
…… ㉡ 에서
,
㉠ ㉡
이므로 log
그러므로 또, log
,
