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경희대 2026학년도 모의 의·약학계 2번 · mathesis.kr/archive/khu/2026mo/uiyak_2
+6점 · f(θ)를 θ의 함수로 계산할 수 있다.
논제 Ⅱ-1∠OAD=∠ADO=θ이므로, ∠BOD=2θ이고, ∠AOD=π−2θ이다.영역 S1의 넓이는 (부채꼴 AOD의 넓이)−(삼각형 AOD의 넓이)가 되기 때문에,21(π−2θ)−21sin(π−2θ)=21π−θ−21sin2θ이다. 영역 S2의 넓이는 (삼각형 ABC의 넓이)−(삼각형 AOD의 넓이)−(부채꼴 BOD의 넓이)가 되기 때문에,21×2×2tanθ−21sin(π−2θ)−21×2θ=2tanθ−21sin2θ−θ이다. 따라서, f(θ)=2tanθ−sin2θ−2θ+21π 이다.
+8점 · 삼각함수의 덧셈정리를 활용하여 f′(θ)=0을 계산할 수 있다.
이때, f′(θ)=2sec2θ−2cos2θ−2가 되는데, 제시문[나]에 의해cos2θ=cos(θ+θ)=cos2θ−sin2θ=cos2θ−(1−cos2θ)=2cos2θ−1이므로, 다음과 같이 f′(θ)를 다음과 같이 계산할 수 있다.f′(θ)=2sec2θ−2cos2θ−2=cos2θ2−4cos2θ=cos2θ2(1−2cos4θ)가 되고, 1−2cos4θ=(1+2cos2θ)(1+42cosθ)(1−42cosθ)이므로, f′(θ)=0이 되는 θ(단, 6π≤θ≤4π)를 θ0이라 하면, cosθ0=421이다.
+6점 · 증감표를 이용해서 f(θ)가 최댓값과 최솟값을 갖는 경우를 계산할 수 있다.
이때, cos6π>cosθ0>cos4π이므로, 6π<θ0<4π이다. 제시문[다]를 이용하면, θ<θ0이면, f′(θ)<0이므로 감소하고, θ>θ0이면, f′(θ)>0이므로 증가한다. 따라서, 다음 증감표를 이용하면, f(θ)는 θ=θ0에서 극솟값을 갖기 때문에 최솟값이 된다.
θ
6π
θ0
4π
f′(θ)
−
−
0
+
+
f(θ)
한편, f(6π)=63+6π이고, f(4π)=1이므로, f(6π)<f(4π)가 되어, f(θ)는 θ=4π에서 최댓값을 갖는다. 따라서, α=4π이고, β=θ0이 되어,cos4α+sin2β=(21)4+1−cos2θ0=41+1−21=45−22이다.
+6점 · 제시문에 있는 식을 이용하여 부정적분을 계산할 수 있다.
논제 Ⅱ-2f(θ)=2tanθ−sin2θ−2θ+21π이고, α=4π이고, β=θ0이다. 따라서,I=∫αβ(f(θ)+2θ−21π)dθ=∫π/4θ0(2tanθ−sin2θ)dθ이다. 이때, 제시문[라]를 이용하면,∫tanθdθ=∫cosθsinθdθ=−∫cosθ(cosθ)′dθ=−ln∣cosθ∣+C가 된다. 따라서, 2tanθ−sin2θ의 부정적분인 F(θ)=−2ln∣cosθ∣+21cos2θ가 되어, I=F(θ0)−F(4π)이다.
+6점 · 정적분 값을 정확히 계산할 수 있다.
cosθ0=421이므로,F(θ0)=−2lncosθ0+21cos2θ0=−2ln421+21(2×21−1)=21ln2+22−21이다.F(4π)=−2ln21=ln2이므로, I=F(θ0)−F(4π)=−21ln2+22−21가 되어,a=−21,b=21,c=−21가 된다.