+2점 · n→∞lim{(2n+1)ln(2n−12n+1)}=n→∞lim{(2n+1)ln(1+2n−12)}[1] (1)
n→∞lim{(2n+1)ln(2n−12n+1)}=n→∞lim{(2n+1)ln(1+2n−12)}
+2점 · =n→∞limln{(1+2n−12)22n−1}2(1+2n−12)2=n→∞limln{(1+2n−12)22n−1}2(1+2n−12)2
+2점 · =n→∞limln{(1+2n−12)22n−1}2+n→∞limln{(1+2n−12)2}=2=n→∞limln{(1+2n−12)22n−1}2+n→∞limln{(1+2n−12)2}=2
+2점 · f(x)=−2x+11ln(1+2x−12) 놓으면(2)
bn=−2n+1an=−2n+11ln(1+2n−12)에서 자연수 n을 실수 x로 치환하여 함수 f(x)로 표현하면 f(x)=−2x+11ln(1+2x−12)
+2점 · f′(x)=(2x+1)22ln(1+2x−12)+2x+11×1+2x−12(2x−1)24 도함수를 계산하면f′(x)=(2x+1)22ln(1+2x−12)+2x+11×1+2x−12(2x−1)24
+2점 · x≥1에서 f′(x)>0임을 근거를 제시하여 진술하면x≥1에서 (2x+1)22ln(1+2x−12)>0이고 2x+11×1+2x−12(2x−1)24>0이므로 f′(x)>0
f(x)는 x≥1에서 증가함수이므로 f(x)<f(x+1)이다.
+2점 · 앞의 계산을 이용하여 논리적으로 bn<bn+1임을 결론 내리면따라서 f(n)<f(n+1)이므로 bn<bn+1이다.
+2점 · 주어진 조건을 활용하여 a의 값을 얻으면[2] (1)
f(0)=f(2π)=0이고 0≤x≤2π에서 f(x)의 최댓값이 1이므로 f′(x)=2ax−2πa=0인 x=π에서 f(x)는 최댓값을 갖는다.
f(π)=−aπ2=1이므로 a=−π21
+4점 · 그래프를 그리거나 좌, 우변의 부호를 비교하여 해가 존재하지 않는 근거를 올바로 제시하면따라서 주어진 방정식은 −π21x2+π2x+∣cosx∣=−πx
+2점 · 앞의 근거를 기반으로 올바로 결론을 도출하면0≤x≤2π에서 좌변 f(x)+∣cosx∣>0이고 우변 −πx≤0이므로 실근은 존재하지 않는다.
+3점 · g(t)=1−t+2p3p의 그래프의 점근선을 y=1과 t=−2p을 얻으면(2)
0≤x≤2π에서 f(x)=t로 치환하면 0≤t≤1이고 (g∘f)(x)=g(t)g(t)=1−t+2p3p의 그래프의 점근선은 y=1과 t=−2p이다.
+3점 · −2p<0인 경우를 올바로 다루면( i ) −2p<0인 경우, p>0
−3p<0이므로 g(t)의 그래프는 다음과 같다.

0≤t≤1에서 (g∘f)(x)=g(t)의 최댓값과 최솟값이 모두 존재한다.
+3점 · 0<−2p<1인 경우를 올바로 다루면( ii ) 0<−2p<1인 경우, −21<p<0

−3p>0이므로 0≤t≤1에서 (g∘f)(x)=g(t)의 최댓값과 최솟값이 모두 존재하지 않는다.
+3점 · 1<−2p인 경우를 올바로 다루면( iii ) 1<−2p인 경우 p<−21이므로 −3p>23

0≤t≤1에서 (g∘f)(x)=g(t)의 최댓값과 최솟값이 모두 존재한다.
(i),(ii),(iii)으로부터 (g∘f)(x)의 최댓값과 최솟값이 모두 존재하는 p의 범위는 p<−21또는 p>0
+2점 · A∩B의 원소의 성질에 대해 기술하면[3] (1)
A={4n∣n=1, 2, ⋯}이므로 A∩B의 원소는 B의 원소 중에서 4의 배수인 자연수이다. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6으로 만든 일곱 자리 자연수가 4의 배수인 경우는 끝의 두 자릿수가 각각 04, 12, 16, 20, 24, 32, 36, 40, 52, 56, 60, 64일 때이다.
+2점 · 5!×4=480인 경우를 계산하면( i ) 끝의 두 자릿수가 0을 포함하는 경우 (04, 20, 40, 60)
앞의 다섯 자리에는 나머지 다섯 개의 숫자를 일렬로 배열하면 되므로
5!×4=480
+2점 · 4×4!×8=768인 경우를 계산하면(ii) 끝의 두 자릿수가 0을 포함하지 않는 경우 (12, 16, 24, 32, 36, 52, 56, 64)
백만 자리는 나머지 5개의 숫자 중에서 0을 제외한 네 가지가 올 수 있고,
십만, 만, 천, 백의 자리는 이미 사용한 숫자를 제외한 나머지 네 개의 숫자를 일렬로 배열하면 되므로 4×4!×8=768
+2점 · n(A∩B)=480+768=1248을 얻으면( i ), ( ii )로부터 n(A∩B)=480+768=1248
+2점 · 6□□□□□□ 형태의 자연수의 개수는 6!=720임을 계산하면(2)
집합 B의 원소를 큰 수부터 차례로 세어보면 다음과 같다.
6□□□□□□형태의 자연수의 개수는 6!=720
5□□□□□□형태의 자연수의 개수는 6!=720
따라서 a1000은 5로 시작하는 수이다.Correction. [3](2) 예시답안의 a1000은 b1000의 오기이다. 문제에서는 집합 B의 원소를 큰 순서로 b1,b2,…라 정했다. 구한 값 b1000=5341206은 맞다. 원문 표기는 그대로 실었다.
+2점 · 올바른 계산을 통해 a1000은 53으로 시작하는 수임을 얻으면56□□□□□형태의 자연수의 개수는 5!=120
54□□□□□형태의 자연수의 개수는 5!=120
여기까지 모두 960개이므로 a1000은 53으로 시작하는 수이다.
+2점 · 올바른 계산을 통해 a1000은 5341로 시작하는 수임을 얻으면536□□□□형태의 자연수의 개수는 4!=24
여기까지가 모두 984개이므로 a1000은 534로 시작하는 수이다.
5346□□□형태의 자연수의 개수는 3!=6
5342□□□형태의 자연수의 개수는 3!=6
여기까지가 모두 996개이므로 a1000은 5341로 시작하는 수이다.
+2점 · 올바른 계산을 통해 a1000=5341206을 얻으면53416□□형태의 자연수의 개수는 2!=2
53412□□형태의 자연수의 개수는 2!=2
여기까지가 모두 1000개이므로 a1000은 53412□□형태에서 나머지 0, 6로 만들 수 있는 가장 작은 수이다. 따라서 a1000=5341206