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성균관대 2026학년도 모의 수리형 2번 · mathesis.kr/archive/skku/2026mo/suri_2
[문제 2-ⅰ]
+7점 · 삼각형의 합동을 이용하여, 사각형 ABGH의 넓이를 네 삼각형(삼각형 AFE, 삼각형 EGH, 삼각형 FBG, 삼각형 EFG)의 넓이의 합으로 표시하고, 이를 a와 b에 관한 식으로 표현한다.
삼각형 FBG와 삼각형 FEG는 서로 합동이므로, 사각형 ABGH의 넓이를 네 삼각형 (삼각형 AFE, 삼각형 EGH, 삼각형 FBG, 삼각형 EFG)의 넓이의 합으로 표현하면 다음과 같다.9b=2△FBG+(△AFE+△EGH)=2(21ab)+21(9−a)AE+21⋅9⋅EH=ab+21⋅9(AE+EH)−21⋅a⋅AE=ab+21⋅9⋅b−21⋅a⋅a2−(9−a)2=ab+29b−2a9(2a−9)
+3점 · b를 a에 관한 식으로 제대로 나타낸다.
삼각형 AEF는 빗변의 길이가 EF=a이고 AF=9−a인 직각삼각형이다. 따라서 a는 부등식 29<a<9를 만족해야하므로, 2a−9는 양수임을 알 수 있다. 이제 위에서 구한 식으로부터 b를 a에 관하여 풀면, b=2a−93a를 얻는다.Comment. 제시문의 조건에는 a=9도 포함된다. 이때 b=9이고 F=A이므로 삼각형은 만들어지지 않으며, 넓이 식의 값은 0이다. 넓이의 최댓값에는 영향이 없다.
[문제 2-ⅱ]
+5점 · 삼각형 AEF의 넓이의 제곱을 a에 관한 식으로 표현한다.
[문제 2-i]의 예시답안에서, a는 부등식 29<a<9를 만족해야함을 알고 있다. 또한 a와 b는 [문제 2-i]의 답에서 구한 조건, 즉, b=2a−93a≤17을 추가로 만족해야한다. 함수 f(a)를 삼각형 AEF의 넓이의 제곱으로 두자. 그러면, f(a)=41(9−a)2(a2−(9−a)2)=49(9−a)2(2a−9)이 되고, f(a)의 극값을 조사하여 f(a)의 최댓값을 구하도록 하자.Comment. 제시문의 조건에는 a=9도 포함된다. 이때 b=9이고 F=A이므로 삼각형은 만들어지지 않으며, 넓이 식의 값은 0이다. 넓이의 최댓값에는 영향이 없다.
+5점 · 도함수를 활용하여 삼각형 AEF의 넓이의 최댓값을 구한다.
f(a)의 도함수 f′(a)를 계산하여 정리하면, f′(a)=29(9−a)(18−3a)이고, a=6일 때 함수 f(a)는 극댓값 f(6)=4243을 갖게 되는데, 위에서 구한 조건으로부터 b=63이 얻어지고, (a,b)=(6,63)은 b≤17을 만족함을 알 수 있다. 또한 29<a<9일 때, 함수 f(a)의 증감을 살펴보면, 극댓값 f(6)=4243이 최댓값이 됨을 알 수 있다. 따라서 삼각형 삼각형 AEF 넓이의 최댓값은 293이 된다.Correction. ‘삼각형 삼각형’에서 ‘삼각형’이 두 번 쓰였다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
[문제 2-ⅲ]
점 G0와 점 G1을 G0=(3a,−9), G1=C로 두자. 또한 G=G0일 때, 점 E를 E0, G=G1일 때, 점 E를 E1으로 표기하자. 제시된 상황을 그림으로 나타내면 아래와 같다.
+5점 · 점 G가 점 G0일 때, ∠E0FB를 구한다.
점 G가 점 G0을 출발하여 선분 BC를 따라 점 G1까지 움직일 때, 점 E가 그리는 곡선은 중심이 F이고 반지름이 EF=a인 원의 일부이다. 또한 삼각형 EFG는 삼각형 BFG와 서로 합동인 직각삼각형임을 주목하자. 따라서, 점 G가 점 G0일 때, BG0=E0G0=31a이다. 또한 삼각형 E0FG0는 E0F=a, E0G0=31a인 직각삼각형이고, ∠E0FB=3π임을 알 수 있다.
+5점 · 점 G가 점 G1일 때, ∠E1FB를 구한다.
한편 점 G가 점 G1일 때, 삼각형 E1FG1는 E1F=a, E1G1=17인 직각삼각형이 된다. 이때 tan(∠E1FG1)=a17이므로, ∠E1FG1=θ이고, ∠E1FB=2θ임을 알 수 있다.
+5점 · 점 E가 될 수 있는 점들의 집합이 이루는 호에 대한 중심각을 구하고, 이 호의 길이를 θ에 관한 식으로 표현한다.
따라서 점 E가 될 수 있는 점들의 집합이 이루는 호에 대한 중심각은 2θ−3π가 되고, EF=a=tanθ17이므로, 이 호의 길이는 tanθ17(2θ−3π)임을 알 수 있다.