+2점 · y=sin(π−x)=sinx, y=sin(2π+x)=cosx임을 보이면[1]
(1) y=sin(π−x)=sin{π+(−x)}=−sin(−x)=sinx, y=sin(2π+x)=cosx이므로 sinx=cosx일 때 tanx=1이고, y축에 가장 가까운 교점은 A(4π, 22)
+4점 · 교점 A(4π,22)와 y절편 82(4+π)와 82(4−π)를 구하면f(x)=sinx, g(x)=cosx라고 놓으면 f′(x)=cosx, g′(x)=−sinx이므로
f′(4π)=22, g′(4π)=−22
곡선 y=cosx위의 점 A에서 접선은 y−22=−22(x−4π)이고, y절편은 82(4+π)⋯⋯①
곡선 y=sinx위의 점 A에서 접선은 y−22=22(x−4π)이고, y절편은 82(4−π) ⋯⋯②
①에서 ②를 빼면 변 BC의 길이는 BC=42π ⋯⋯③
+2점 · 삼각형의 넓이 322π2을 얻으면따라서 삼각형 ABC의 넓이는 21×42π×4π=322π2
+2점 · b=86π, c=86π를 구하면(2) 삼각형 ABC에서 변 BC, AC, AB의 길이를 각각 a, b, c라고 하면
③에서 a=42π이고, 변의 길이를 구하면 b=86π, c=86π
+3점 · sinA=322와 R=163π을 얻으면코사인법칙을 이용하여 cosA를 구하면 cosA=2bcb2+c2−a2=31
sin2A+cos2A=1이고 A는 삼각형의 한 각의 크기이므로 sinA=1−cos2A=322
사인법칙을 이용하여 삼각형 ABC에서 외접원의 반지름 R을 구하면
R=2sinAa=34242π=163π
+1점 · n=1일 때 증명하면[2]
(1) (i) n=1일 때 (좌변)=1!=1, (우변)=20=1
이므로 n=1일 때 주어진 부등식이 성립한다.
+4점 · n=k일 때 부등식이 성립한다고 가정하고 n=k+1일 때 증명하면( ii ) n=k일 때 주어진 부등식이 성립한다고 가정하면
k!≥2k−1 ⋯⋯① 이므로
①의 양변에 k+1을 곱하면 k≥1이므로 (k+1)!=k!(k+1)≥2k−1(k+1)≥2k−12=2k
따라서 n=k+1일 때에도 주어진 부등식이 성립한다.
그러므로 주어진 부등식은 모든 자연수 n에 대하여 성립한다.
+4점 · 1≤an<2임을 보이면(2) (1)의 부등식을 이용하면 모든 자연수 n에 대하여
an=1+2!1+3!1+⋯+n!1≤1+21+221+⋯+2n−11 ⋯⋯②
②의 등비수열의 항은 양수이므로
1+21+221+⋯+2n−11<n=0∑∞2n1=1−211=2 ⋯⋯③
②와 ③으로부터 모든 자연수 n에 대하여 1≤an<2
+2점 · m=−2023을 얻으면따라서 −2023≤a2024−2024<−2022이므로 m=−2023이다.
+2점 · x→∞limf(x)=∞이고 f(x)는 증가함수이어야 함을 언급하면[3]
(1) f(x)의 역함수가 존재하려면 함수 f(x)는 일대일대응이어야 한다.
x→∞limf(x)=∞이므로 f(x)는 증가함수이어야 한다.
+3점 · x→∞limf′(x)=∞와 x→−∞limf′(x)=k임을 보이면g(x)=f′(x)라고 놓으면 g(x)=ex+1{x2+(n+2)x+1}+k
x→∞limx2ex=x→∞limxex=x→∞limex=∞이므로 x→∞limg(x)=∞
x=−t라고 놓으면 x→−∞limx2ex=t→∞limett2=0이고, 같은 방법으로 x→−∞limxex=0이므로 x→−∞limg(x)=k
+4점 · f′(x)의 최솟값을 갖는 점 x=−1을 구하면g′(x)=ex+1{x2+(n+4)x+n+3}=ex+1(x+1)(x+n+3)이므로
g′(x)=0에서 x=−n−3또는 x=−1
함수 g(x)의 증가와 감소를 나타내는 표를 만들면 다음과 같다.

+2점 · k의 범위와 an=n을 얻으면x=−1에서 g(x)는 최솟값을 갖는다.
g(−1)=−n+k≥0이면 f′(x)=g(x)≥0(등호는 x=−1일 때만 성립)
이므로 f(x)는 증가함수다.
따라서 f(x)의 역함수가 존재하는 범위는 k≥n이고, 실수 k의 최솟값은 an=n
+2점 · n항까지의 부분합 Sn을 구하면(2) 주어진 급수의 n항까지의 부분합을 Sn이라고 하자.
an(an+1)(an+2)1=n(n+1)(n+2)1=21{n(n+1)1−(n+1)(n+2)1}이므로
Sn=k=1∑n21{k(k+1)1−(k+1)(k+2)1}=21{21−(n+1)(n+2)1}
+2점 · n→∞limSn=41임을 보이면따라서 n→∞limSn=n→∞lim{41−2(n+1)(n+2)1}=41이므로
+1점 · 급수가 수렴하고 그 합이 41임을 언급하면주어진 급수는 수렴하고 그 합은 41
+2점 · 조건 (가)의 이차방정식에서 0<k, k=e임을 보이면[4] 조건 (가)에서 진수 조건과 이차방정식이라는 사실로부터
k>0, lnk−1=0, 즉 0<k, k=e ⋯⋯①
+3점 · 조건 (가)의 조건으로부터 0<k<e, e2≤k임을 보이면이차방정식은 실근을 가지므로 판별식 D=4(lnk−1)2−4(lnk−1)=4(lnk−1)(lnk−2)≥0으로부터
lnk≤1, 2≤lnk즉, k≤e, e2≤k ⋯⋯②
①과 ②로부터 0<k<e, e2≤k ⋯⋯③
+4점 · 조건 (나)의 부등식으로부터 0≤k≤e임을 보이면조건 (나)의 부등식에서 2eπk−4π=t로 놓으면
−2e≤k≤23e이므로 −2π≤t≤2π
부등식 2sin2t−1=(2sint−1)(2sint+1)≤0 ⇔ −21≤sint≤21
을 풀면 −4π≤t≤4π이고 −4π≤2eπk−4π≤4π로부터
0≤k≤e ⋯⋯④
+1점 · k의 범위 0<k<e를 얻으면따라서 ③과 ④로부터 k의 범위는 0<k<e