+30점 · a = c 2 \displaystyle a=c^{2} a = c 2 이고 f ( c ) = 1 c \displaystyle f(c)=\frac{1}{c} f ( c ) = c 1 제시문 (ㄴ)의 (가)에 의해, f ′ ( c ) = 2 a − 2 c 2 ( c 2 + a ) 2 = 0 ⇒ a = c 2 \displaystyle f^{\prime}(c)=\frac{2a-2c^{2}}{(c^{2}+a)^{2}}=0\quad\Rightarrow\quad a=c^{2} f ′ ( c ) = ( c 2 + a ) 2 2 a − 2 c 2 = 0 ⇒ a = c 2 이므로 f ( c ) = 1 c \displaystyle f(c)=\frac{1}{c} f ( c ) = c 1 이다.
+50점 · b ≥ 0 \displaystyle b\geq0 b ≥ 0 인 경우 ① b ≥ 0 \displaystyle b\geq0 b ≥ 0 인 경우, 함수 g ( t ) \displaystyle g(t) g ( t ) 는 g ( t ) = { b ( t + c ) ( t ≤ − c ) 2 ( t + c ) ( t + c ) 2 + a ( − c < t ≤ 0 ) 1 c ( 0 < t ≤ c ) 2 t t 2 + a ( c ≤ t ) \displaystyle g(t)=\begin{cases}b(t+c)&(t\leq-c)\\\frac{2(t+c)}{(t+c)^{2}+a}&(-c<t\leq0)\\\frac{1}{c}&(0<t\leq c)\\\frac{2t}{t^{2}+a}&(c\leq t)\end{cases} g ( t ) = ⎩ ⎨ ⎧ b ( t + c ) ( t + c ) 2 + a 2 ( t + c ) c 1 t 2 + a 2 t ( t ≤ − c ) ( − c < t ≤ 0 ) ( 0 < t ≤ c ) ( c ≤ t ) 이고, g ( t ) \displaystyle g(t) g ( t ) 가 t = − 1 2 \displaystyle t=-\frac{1}{2} t = − 2 1 에서 미분가능하지 않기 위해서는 c = 1 2 \displaystyle c=\frac{1}{2} c = 2 1 이어야 한다.
한편, c = 1 2 \displaystyle c=\frac{1}{2} c = 2 1 일 때, g ( 0 ) = 2 \displaystyle g(0)=2 g ( 0 ) = 2 이므로 ( 0 , 2 ) \displaystyle (0,2) ( 0 , 2 ) 를 지나고 기울기가 m \displaystyle m m 인 직선과 g ( t ) \displaystyle g(t) g ( t ) 의 교점은 ⓐ b ≥ 1 25 \displaystyle b\geq\frac{1}{25} b ≥ 25 1 : 0 < m ≤ 1 25 \displaystyle 0<m\leq\frac{1}{25} 0 < m ≤ 25 1 일 때 2개 ⓑ b < 1 25 \displaystyle b<\frac{1}{25} b < 25 1 : m = 1 25 \displaystyle m=\frac{1}{25} m = 25 1 일 때 3개 이므로 제시문 (ㄷ)을 만족하지 않는다.
+50점 · b < 0 \displaystyle b<0 b < 0 인 경우 ② b < 0 \displaystyle b<0 b < 0 인 경우, f ( − α ) = f ( c − α ) \displaystyle f(-\alpha)=f(c-\alpha) f ( − α ) = f ( c − α ) 를 만족시키는 α \displaystyle \alpha α 가 구간 ( 0 , c ) \displaystyle (0,c) ( 0 , c ) 에 존재하므로, 함수 g ( t ) \displaystyle g(t) g ( t ) 는 g ( t ) = { b t ( t ≤ − α ) 2 ( t + c ) ( t + c ) 2 + a ( − α < t ≤ 0 ) 1 c ( 0 < t ≤ c ) 2 t t 2 + a ( c ≤ t ) \displaystyle g(t)=\begin{cases}bt&(t\leq-\alpha)\\\frac{2(t+c)}{(t+c)^{2}+a}&(-\alpha<t\leq0)\\\frac{1}{c}&(0<t\leq c)\\\frac{2t}{t^{2}+a}&(c\leq t)\end{cases} g ( t ) = ⎩ ⎨ ⎧ b t ( t + c ) 2 + a 2 ( t + c ) c 1 t 2 + a 2 t ( t ≤ − α ) ( − α < t ≤ 0 ) ( 0 < t ≤ c ) ( c ≤ t ) g ( t ) \displaystyle g(t) g ( t ) 가 t = − 1 2 \displaystyle t=-\frac{1}{2} t = − 2 1 에서 미분가능하지 않기 위해서는 α = 1 2 < c \displaystyle \alpha=\frac{1}{2}<c α = 2 1 < c 이어야 한다. g ( 0 ) = 1 c \displaystyle g(0)=\frac{1}{c} g ( 0 ) = c 1 이므로 그래프는 다음과 같다.
따라서, − 1 2 b = 2 ( c − 1 2 ) ( c − 1 2 ) 2 + a ⇒ b = − 4 ( c − 1 2 ) ( c − 1 2 ) 2 + c 2 \displaystyle -\frac{1}{2}b=\frac{2\left(c-\frac{1}{2}\right)}{\left(c-\frac{1}{2}\right)^{2}+a}\quad\Rightarrow\quad b=\frac{-4\left(c-\frac{1}{2}\right)}{\left(c-\frac{1}{2}\right)^{2}+c^{2}} − 2 1 b = ( c − 2 1 ) 2 + a 2 ( c − 2 1 ) ⇒ b = ( c − 2 1 ) 2 + c 2 − 4 ( c − 2 1 )
+20점 · b = 1 25 − 2 c \displaystyle b=\frac{1}{25}-\frac{2}{c} b = 25 1 − c 2 제시문 (ㄷ)의 (나), (다)를 만족하기 위해서는 ( 0 , 1 c ) \displaystyle \left(0,\frac{1}{c}\right) ( 0 , c 1 ) 와 ( − 1 2 , − 1 2 b ) \displaystyle \left(-\frac{1}{2},-\frac{1}{2}b\right) ( − 2 1 , − 2 1 b ) 를 잇는 직선의 기울기가 1 25 \displaystyle \frac{1}{25} 25 1 이어야 한다. 즉, 1 c − ( − 1 2 b ) 0 − ( − 1 2 ) = 1 25 ⇒ b = 1 25 − 2 c \displaystyle \frac{\frac{1}{c}-\left(-\frac{1}{2}b\right)}{0-\left(-\frac{1}{2}\right)}=\frac{1}{25}\quad\Rightarrow\quad b=\frac{1}{25}-\frac{2}{c} 0 − ( − 2 1 ) c 1 − ( − 2 1 b ) = 25 1 ⇒ b = 25 1 − c 2
+50점 · a = 4 \displaystyle a=4 a = 4 , b = − 24 25 \displaystyle b=-\frac{24}{25} b = − 25 24 , c = 2 \displaystyle c=2 c = 2 따라서, b = − 4 ( c − 1 2 ) ( c − 1 2 ) 2 + c 2 = 1 25 − 2 c ⇒ 8 c 3 − 4 c 2 + c − 50 = 0 \displaystyle b=\frac{-4\left(c-\frac{1}{2}\right)}{\left(c-\frac{1}{2}\right)^{2}+c^{2}}=\frac{1}{25}-\frac{2}{c}\quad\Rightarrow\quad8c^{3}-4c^{2}+c-50=0 b = ( c − 2 1 ) 2 + c 2 − 4 ( c − 2 1 ) = 25 1 − c 2 ⇒ 8 c 3 − 4 c 2 + c − 50 = 0 이고 8 c 3 − 4 c 2 + c − 50 = 0 ⇔ ( c − 2 ) ( 8 c 2 + 12 c + 25 ) = 0 \displaystyle 8c^{3}-4c^{2}+c-50=0\quad\Leftrightarrow\quad(c-2)(8c^{2}+12c+25)=0 8 c 3 − 4 c 2 + c − 50 = 0 ⇔ ( c − 2 ) ( 8 c 2 + 12 c + 25 ) = 0 에 의해 c = 2 \displaystyle c=2 c = 2 이다. 따라서, a = 4 \displaystyle a=4 a = 4 , b = − 24 25 \displaystyle b=-\frac{24}{25} b = − 25 24 , c = 2 \displaystyle c=2 c = 2 이다.