가톨릭대 2025학년도 모의 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/catholic/2025mo/jayeon_3
문제
다음 제시문을 읽고 문제(논제1, 논제2)에 답하시오. (40점)
(ㄱ) 자연수 에 대하여 반지름이 이고 중심의 좌표가 인 원을 이라고 하자.
(ㄴ) 제시문 (ㄱ)의 원 에 대하여 중 개의 서로 다른 원을 선택한 후 선택한 모든 원의 내부를 색칠할 때, 색칠된 부분의 넓이를 이라고 하자.
(ㄷ) 제시문 (ㄴ)의 이 가질 수 있는 모든 값 중에서 네 번째로 큰 수를 라고 하자.
논제 1 (15점) 제시문의 의 값을 구하고 그 근거를 논술하시오.
논제 2 (25점) 제시문에서 원 중 개의 서로 다른 원을 선택할 때, 의 값이 가 되도록 하는 모든 경우의 수를 구하고 그 근거를 논술하시오.
가톨릭대 2025학년도 모의 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/catholic/2025mo/jayeon_3
논제 1 (15점)
원 의 반지름은 모두 로 동일한 형태의 원이다. 따라서 서로 다른 두 원 과 의 내부를 색칠하여 넓이가 줄어들기 위해서는 이 연속된 두 자연수이어야 한다. 각 원의 넓이는 이고, 과 의 내부가 겹친 부분의 넓이를 라고 하자. 이 때, 제시문 (ㄴ)의 선택에서 연속된 두 자연수 쌍의 조합이 번 나올 경우, 총 넓이 은 가 된다. 열 개의 원 중 여섯 개를 택하는 문제이므로, 최대 다섯 번, 최소 한 번 연속된 자연수 쌍이 나온다.따라서 이고, 가 된다.
의 값을 구하자. 의 중심은 이고, 의 중심을 , 그리고 과 의 교점을 이라 하면, 삼각형 의 넓이는 이고 부채꼴 의 넓이는 이므로 이다.따라서 이다.
논제 2 (25점)
가 되기 위해서는 여섯 개의 원 중 단 한 번만 연속적이지 않은 자연수가 나타나야 한다.연속된 자연수를 갖는 원들을 그룹이라 하면 여섯 개의 원은 총 두 그룹 와 로 분류되며,각 그룹의 원소의 개수의 조합은 로 총 종 가지이다.
예를 들어, 인 경우는 가 , 가 가 되어 인 경우이다.인 경우는 이 외에 가 부터 까지 선택할 수도 있으므로, 각 그룹은 서로 연속이 되지 않는 한 오른쪽의 원을 대신 선택할 수 있다. 이 때, 그룹의 맨 왼쪽 원의 번호를 이라 하고 그룹의 맨 왼쪽 원 번호를 이라 하면 은 이고 부터 까지의 번호 중 임의의 순서쌍이 된다. 따라서 두 그룹을 위치시키는 경우의 수는 로 가지가 된다.
이는 원소의 개수의 조합마다 모두 동일하므로, 넓이가 가 되는 모든 경우의 수는 가지이다.
(1) 각 논제를 각각 가중치를 가지고 채점하되 총점으로 환산하여 총괄 평가. 수리논술에서는 배당된 점수 범위 내에서 등급이 아닌 점수로 표기하여 합산함.
(2) 채점위원 2인이 1조가 되어 한 답안지를 1차와 2차로 나누어 채점하고, 1차 채점의 결과가 만점의 25% 이상의 차이가 날 경우 채점위원이 공동 합의로 2차 채점을 진행하고, 2차 채점에서 위원 간의 조정이 이루어지지 않을 경우 3차 채점을 실시한다. 3차 채점은 출제위원을 포함한 새로운 채점위원 2인이 채점하되 1차 채점의 상위와 하위 점수 사이의 점수를 부여한다.
(3) 논술 답안에 수험생의 신원을 알릴 만한 요소가 있을 때는 다음과 같이 처리한다.① 이름이 본문 내용과 별도로 표기된 경우 : 내용, 형식 모두 0점으로 채점② 이름이 본문 중에 자연스럽게 노출된 경우 : 형식 부분에서 5점 감점③ 제목이 표기된 경우 : 형식 부분에서 5점 감점④ 기타 의도적으로 수험생의 신원을 알리는 기호로 판단되는 요소가 있는 경우 : 사안의 경중에 따라 형식 부분에서 5점 이상 감점
문제의 의도에서 완전히 이탈했거나 각 논제와 전혀 다른 내용을 서술한 경우는 0점으로 채점한다.
첨삭 사례
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