수리논술, 이게 다다.

자연계열 3번

오류 제보

문제

다음 제시문을 읽고 문제(논제1, 논제2)에 답하시오. (40점)

(ㄱ) 자연수 n\displaystyle n에 대하여 반지름이 1\displaystyle 1이고 중심의 좌표가 (n,0)\displaystyle (n,0)인 원을 Pn\displaystyle P_n이라고 하자.

(ㄴ) 제시문 (ㄱ)의 원 Pn\displaystyle P_n에 대하여 P1,P2,⋯ ,P10\displaystyle P_1,P_2,\cdots,P_{10} 중 6\displaystyle 6개의 서로 다른 원을 선택한 후 선택한 모든 원의 내부를 색칠할 때, 색칠된 부분의 넓이를 M\displaystyle M이라고 하자.

(ㄷ) 제시문 (ㄴ)의 M\displaystyle M이 가질 수 있는 모든 값 중에서 네 번째로 큰 수를 a\displaystyle a라고 하자.

논제 1 (15점) 제시문의 a\displaystyle a의 값을 구하고 그 근거를 논술하시오.

논제 2 (25점) 제시문에서 원 P1,P2,⋯ ,P10\displaystyle P_1,P_2,\cdots,P_{10} 중 6\displaystyle 6개의 서로 다른 원을 선택할 때, M\displaystyle M의 값이 a\displaystyle a가 되도록 하는 모든 경우의 수를 구하고 그 근거를 논술하시오.

해설강의 준비중

논제 1 (15점)

+10점 · a=6π−4b\displaystyle a=6\pi-4b가 된다.

원 P1,⋯ ,P10\displaystyle P_1,\cdots,P_{10}의 반지름은 모두 1\displaystyle 1로 동일한 형태의 원이다. 따라서 서로 다른 두 원 Pn\displaystyle P_n과 Pm\displaystyle P_m의 내부를 색칠하여 넓이가 줄어들기 위해서는 n,m\displaystyle n,m이 연속된 두 자연수이어야 한다. 각 원의 넓이는 π\displaystyle \pi이고, P1\displaystyle P_1과 P2\displaystyle P_2의 내부가 겹친 부분의 넓이를 b\displaystyle b라고 하자. 이 때, 제시문 (ㄴ)의 선택에서 연속된 두 자연수 쌍의 조합이 k\displaystyle k번 나올 경우, 총 넓이 M\displaystyle M은 6π−kb\displaystyle 6\pi-kb가 된다. 열 개의 원 중 여섯 개를 택하는 문제이므로, 최대 다섯 번, 최소 한 번 연속된 자연수 쌍이 나온다.따라서 M=6π−b,6π−2b,6π−3b,6π−4b,6π−5b\displaystyle M=6\pi-b,6\pi-2b,6\pi-3b,6\pi-4b,6\pi-5b이고, a=6π−4b\displaystyle a=6\pi-4b가 된다.

+5점 · a=103π+23\displaystyle a=\frac{10}{3}\pi+2\sqrt{3}이다.

b\displaystyle b의 값을 구하자. P1\displaystyle P_1의 중심은 O(1,0)\displaystyle \mathrm{O}(1,0)이고, P2\displaystyle P_2의 중심을 Q(2,0)\displaystyle \mathrm{Q}(2,0), 그리고 P1\displaystyle P_1과 P2\displaystyle P_2의 교점을 A(32,32),B(32,−32)\displaystyle \mathrm{A}\left(\frac32,\frac{\sqrt3}{2}\right),\mathrm{B}\left(\frac32,-\frac{\sqrt3}{2}\right)이라 하면, 삼각형 OAB\displaystyle \mathrm{OAB}의 넓이는 34\displaystyle \frac{\sqrt3}{4}이고 부채꼴 OAB\displaystyle \mathrm{OAB}의 넓이는 π3\displaystyle \frac\pi3이므로 b=2(π3−34)\displaystyle b=2\left(\frac\pi3-\frac{\sqrt3}{4}\right)이다.따라서 a=6π−4b=6π−8(π3−34)=103π+23\displaystyle a=6\pi-4b=6\pi-8\left(\frac\pi3-\frac{\sqrt3}{4}\right)=\frac{10}{3}\pi+2\sqrt3이다.

논제 2 (25점)

+10점 · 각 그룹의 원소의 개수의 조합은 총 5\displaystyle 5종 가지이다.

M=a\displaystyle M=a가 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 A\displaystyle A와 B\displaystyle B로 분류되며,각 그룹의 원소의 개수의 조합은 (1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)\displaystyle (1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)로 총 5\displaystyle 5종 가지이다.

+10점

예를 들어, P1,P3,P4,P5,P6,P7\displaystyle P_1,P_3,P_4,P_5,P_6,P_7인 경우는 A\displaystyle A가 P1\displaystyle P_1, B\displaystyle B가 P3,P4,P5,P6,P7\displaystyle P_3,P_4,P_5,P_6,P_7가 되어 (1,5)\displaystyle (1,5)인 경우이다.(1,5)\displaystyle (1,5)인 경우는 이 외에 B\displaystyle B가 P4\displaystyle P_4부터 P8\displaystyle P_8까지 선택할 수도 있으므로, 각 그룹은 서로 연속이 되지 않는 한 오른쪽의 원을 대신 선택할 수 있다. 이 때, A\displaystyle A 그룹의 맨 왼쪽 원의 번호를 n\displaystyle n이라 하고 B\displaystyle B 그룹의 맨 왼쪽 원 번호를 m\displaystyle m이라 하면 (n,m−1)\displaystyle (n,m-1)은 n<m−1\displaystyle n<m-1이고 1\displaystyle 1부터 5\displaystyle 5까지의 번호 중 임의의 순서쌍이 된다. 따라서 두 그룹을 위치시키는 경우의 수는 5C2\displaystyle {}_5\mathrm{C}_2로 10\displaystyle 10가지가 된다.

+5점

이는 원소의 개수의 조합마다 모두 동일하므로, 넓이가 a\displaystyle a가 되는 모든 경우의 수는 5×10=50\displaystyle 5\times10=50가지이다.

(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

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.