동국대 2024학년도 모의 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/dongguk/2024mo/jayeon_3
문제
※ 다음 제시문을 읽고 물음에 답하시오.
[가] 반지름의 길이가 , 중심각의 크기가 인 부채꼴의 호의 길이를 , 넓이를 라고 하면 -『고등학교 수학 I』
[나] 어떤 시행에서 사건 가 일어날 수학적 확률이 이고, 회의 독립시행에서 사건 가 일어나는 횟수를 라고 하면 임의의 작은 양수 에 대하여 확률 는 이 한없이 커짐에 따라 에 한없이 가까워진다.-『고등학교 수학 I』
[다] 일반적으로 동일한 시행을 번 반복해서 사건 가 번 일어난다고 하자.시행 횟수 이 한없이 커짐에 따라 상대도수 이 일정한 값에 가까워지면 이 일정한 값을 사건 가 일어날 통계적 확률이라고 한다. 현실적으로 시행 횟수 을 한없이 크게 할 수 없으므로 이 충분히 클 때의 상대도수 을 통계적 확률로 사용한다.한편, 어떤 시행에서 사건 가 일어날 수학적 확률이 일 때, 그 시행 횟수 을 충분히 크게 하면 사건 가 일어나는 상대도수 은 수학적 확률 에 가까워진다는 것이 알려져 있다.따라서 통계적 확률과 수학적 확률은 같다는 것을 알 수 있다.-『고등학교 수학 I』
[문제3] 윷놀이의 한 시행은 총 4개의 윷가락(혹은 윷짝)들을 동시에 던지는 것이고, 각 윷가락은 아래 그림의 (ㄱ)과 같이 높이 10cm, 반지름이 1cm인 원통의 윗 단면인 그림 (ㄴ)의 원 위에서 현 AB를 따라 원통을 수직으로 절단해서 4개의 윷가락들을 만들었다고 가정하자.

이렇게 제작된 4개의 윷가락들로 총 1000번의 시행으로 나타날 수 있는 결과는 다음과 같다.
| 결과 | 정의 | 빈도 |
|---|---|---|
| 도 | 4개의 윷가락 중 1개는 배, 3개는 등 | 110 |
| 개 | 4개의 윷가락 중 2개는 배, 2개는 등 | 311 |
| 걸 | 4개의 윷가락 중 3개는 배, 1개만 등 | 384 |
| 윷 | 4개의 윷가락 중 4개 모두 배 | 179 |
| 모 | 4개의 윷가락 중 4개 모두 등 | 16 |
다음 규칙에 따라 현 AB의 길이 를 의 식으로 표현하라.
① 윷가락을 던졌을 때 반드시 등 또는 배가 위로 나타난다. 즉, 윗 단면이나 아랫 단면이 위로 나오는 결과의 확률은 0이다.② 윷가락의 배와 등이 나타나는 확률은 각각 둥근 면과 평평한 면의 겉면적에 비례한다.③ 각 윷가락은 확률 로 현 AB의 수직 절단 면인 배(평평한 면)가 위로 나타나거나, 확률 로 등(둥근 면)이 위로 나타나며, 서로 독립적으로 결과가 나타난다. 즉, 어느 하나의 윷가락의 결과가 다른 윷가락의 결과에 영향을 미치지 않는다.④ 이다.
<27줄 이내>
동국대 2024학년도 모의 자연계열 3번 · mathesis.kr/archive/dongguk/2024mo/jayeon_3
[1단계]4개의 윷가락들을 던져 나온 배(평평한 면)의 수를 라 하면 문제에서 주어진 1000번의 시행의 결과를 통해 평평한 면이 나온 횟수는 다음과 같다.
| 결과 | 의 빈도 | |
|---|---|---|
| 도 | 1 | |
| 개 | 2 | |
| 걸 | 3 | |
| 윷 | 4 | |
| 모 | 0 |
[2단계]위 결과를 이용해서 한 윷가락의 평평한 면(사건 )이 나타날 통계적 확률 은 다음과 같이 계산된다.
[3단계]제시문 [다]에 의해 시행의 횟수 가 크므로 통계적 확률 과 수학적 확률 는 같다.Caution. 극한값에 가까워진다는 사실을 그 값과 같다는 뜻으로 해석해선 안 된다: 여기서는 상대도수 를 실제 확률의 근삿값으로 사용한다. 독립시행을 반복하여 시행 횟수가 커지면 상대도수가 실제 확률에 가까울 확률이 커진다는 뜻이지, 유한한 시행에서 얻은 상대도수와 실제 확률이 반드시 같다는 뜻은 아니다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
[4단계]한편 각 윷가락에서 배가 위로 나타날 확률은 중심각 를 갖는 부채꼴 OAB가 단면인 기둥에서 호 AB에 해당하는 기둥의 면적인 이고 등이 위로 나타날 확률은 현 AB의 수직 단면적의 넓이인 이다.Comment. ‘확률은 … 면적이다’는 ‘확률은 … 면적에 비례한다’로 써야 한다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
[5단계]이를 이용해서 다음의 비례식을 세울 수 있다.
[6단계]따라서, 현 AB의 길이 는 cm이다.
| 채점 기준 | 배점 | |
|---|---|---|
| 상 | [1단계]부터 [6단계]까지를 모두 보인 경우 | S |
| 상 | [1단계]부터 [5단계]까지를 모두 보인 경우 | A |
| 중 | [1단계]부터 [4단계]까지를 모두 보인 경우 | B |
| 중 | [1단계]부터 [3단계]까지를 모두 보인 경우 | C |
| 중 | [1단계]부터 [2단계]까지를 모두 보인 경우 | D |
| 하 | [1단계]만 보인 경우 | E |
| 하 | 어느 단계도 맞게 진술하지 못한 경우, 백지인 경우 | F |
출제 의도에 가장 잘 들어맞는 답안의 풀이 순서는 다음과 같다.
첨삭 사례
아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.