[문제 3-1]
[채점기준] 총 5점을 배점하고 단계별 부분점수는 다음과 같다.
+3점 · 관계식화각 β, 초점거리 d, 영상 센서 높이 h의 관계를 그림[3-1]에서 구하면
2dh=tan(2β)
+2점 · 초점거리 범위영상 센서 높이 h=0.04일 때 계산된 주어진 화각 β의 범위를 만족하는 초점거리 d를 구하면 다음과 같다.
tan(6π)≤2d0.04≤tan(4π)
⇒31≤d0.02≤1
⇒0.02≤d≤0.023
[문제 3-2]
[채점기준] 총 5점을 배점하고 단계별 부분점수는 다음과 같다.
+3점 · 삼각함수의 극한삼각함수의 극한을 계산하면
α=t→0lim3−3costπtsint×3+3cost3+3cost=t→0lim9(1−cos2t)πtsint(3+3cost)=t→0lim9sin2tπtsint(3+3cost)=t→0lim9sintπt(3+3cost)=t→0lim93πsintt(1+cost)=3π×1×(1+cos0)=32π
+2점 · 점의 좌표카메라의 위치 P의 x, y 좌표를 계산하면 다음과 같다.
(x,y)=(10cos32π,10sin32π)=(−5,53)
[문제 3-3]
[채점기준] 총 10점을 배점하고 문항별 점수와 단계별 부분점수는 다음과 같다.
1) 1번 문항에는 총 6점을 배점한다.
+4점 · 그래프 개형지표의 함수 f(x)의 개형을 그리기 위해 0≤x<3에서 도함수가 0인 x값을 찾으면 다음과 같다.
f′(x)=x2−4x+3=0⇒x=1,3 (x=1,3에서 극값을 갖는다.)
변곡점을 찾기위해 0≤x<3에서 이계도함수가 0인 x값을 찾으면 다음과 같다.
f′′(x)=2x−4=0⇒x=2
변곡점의 좌표는 (2,f(2))이고, 아래 그림과 같이 x=2의 좌,우에서 함수의 그래프의 모양이 각각 위로 볼록, 아래로 볼록이다.
x=1,3과 x=2에서 f(x)를 계산하면 f(1)=34,f(2)=32,f(3)=0이므로 함수 f(x)의 개형은 다음 그림과 같다.

* 이계도함수를 이용한 볼록에 대한 조사가 없으면 1점 감점.
* 극값과 변곡점에 대한 함수값은 구하지 않아도 감점 없음
+2점 · 최고점위 그림에서 확인할 수 있듯이 지표의 최고점은, x=1에서 y=34이다.
2) 2번 문항에는 총 4점을 배점한다.
+3점 · 중심방향 각도최고점과 P를 지나는 직선의 기울기는 1이므로 카메라가 촬영하는 중심방향이 최고점을 지날 때 카메라 각도 γ=4π이다.
+1점 · 촬영각 범위아래 그림에서와 같이 카메라가 촬영하는 중심방향은 화각 β를 이등분 한다. 카메라 화각 β=6π이므로, 최고점을 촬영하기 위한 카메라 각도의 범위는 다음과 같다.
4π−12π≤γ≤4π+12π
⇒6π≤γ≤3π

[문제 3-4]
[채점기준] 총 15점을 배점하고 문항별 점수와 단계별 부분점수는 다음과 같다.
1) 1번 문항에는 총 5점을 배점한다.
+3점 · 그래프 개형그래프의 개형을 그리기 위해, 1≤x<2에서 f(x)를 미분하면 f′(x)=−2x+8x1이다. f′(x)=0에서 x=−41,41이고, 범위 1≤x<2에서 f′(x)는 음수이다.
위로 볼록, 아래로 볼록을 조사하기 위해 이계도함수를 구하면 f′′(x)=−2−8x21이고 범위 1≤x<2에서 f′′(x)는 음수이다. 따라서 지표을 표현하는 함수의 개형은 아래 그림과 같다.

* 이계도함수를 이용한 볼록에 대한 조사가 없으면 1점 감점.
+1점 · 화각카메라가 촬영하는 끝점의 위치는 (1,5),(3,2+81ln2)이므로, 카메라의 위치 P와 촬영하는 끝점을 연결하면 위의 그림과 같다. (1,5)와 (3,7)을 연결한 선분과 P를 지나는 수평선 사이의 각도는 4π이므로 카메라의 화각 β=4π이다.
+1점 · 카메라 각도카메라가 촬영하는 중심방향은 화각을 이등분하므로, 카메라의 각도 γ=4π+8π=83π이다.
2) 2번 문항에는 총 5점을 배점한다.
촬영하는 지표의 길이 l은 x=1에서 x=2까지의 촬영길이와 x=2에서 x=3까지의 촬영길이인 1의 합이다.
+4점 · 곡선 길이x=1에서 x=2까지의 길이를 계산하면 다음과 같다.
l1=∫121+f′(x)2dx=∫121+(−2x+8x1)2dx=∫121+(4x2+64x21−21)dx=∫124x2+64x21+21dx=∫12(2x+8x1)2dx=∫122x+8x1dx=[x2+81ln∣x∣]12=4−1+81ln2−0=3+81ln2
+1점 · 길이의 합촬영길이 l=l1+1=4+81ln2이다.
3) 3번 문항에는 총 5점을 배점한다.
면적 S를 구하기 위해 아래 그림에서와 같이 사디리꼴의 면적에서 U와 V의 면적을 뺀다.

+1점 · 사다리꼴과 V사다리꼴의 면적은 21(5+7)×(3−1)=21×12×2=12
면적 V=(3−2)×(2+81ln2)=2+81ln2
+3점 · U의 넓이면적 [t]U=∫12(−x2+81lnx+6)dx=[−31x3+81(xlnx−x)+6x]12=−31(8−1)+81[(2ln2−2)−(1ln1−1)]+6(2−1)=−37+81(2ln2−1)+6=2485+41ln2
+1점 · S의 넓이면적 [t]S=12−V−U=12−(2+81ln2)−(2485+41ln2)=10−2485−83ln2=24155−83ln2