서강대 2024학년도 수시 자연계열 (2차) 2번 · mathesis.kr/archive/sogang/2024su/jayeon2_2
문제
[가] 함수 가 에서 미분가능할 때, 곡선 위의 점 에서의 접선의 방정식은 이다.
[나] 함수 가 어떤 구간에서 미분가능하고, 이 구간의 모든 에 대하여① 이면 는 이 구간에서 증가한다.② 이면 는 이 구간에서 감소한다.
[다] 함수 의 그래프의 개형은 다음과 같은 사항을 조사하여 그릴 수 있다.① 함수의 정의역과 치역② 곡선과 좌표축의 교점③ 곡선의 대칭성과 주기④ 함수의 증가와 감소, 극대와 극소⑤ 곡선의 오목과 볼록, 변곡점⑥ , , 점근선
【2-1】 방정식 의 보다 큰 해가 오직 하나 존재함을 보이시오.
보다 큰 실수 에 대하여, 곡선 위의 두 점 와 에서의 접선을 각각 과 라 하고, 곡선 과 두 접선 과 로 둘러싸인 도형의 넓이를 라 하자. 문항 【2-2】~【2-5】에 답하시오.
【2-2】 함수 를 구하시오.
【2-3】 함수 의 최솟값을 구하고, 보다 큰 실수 에 대하여 임을 보이시오.
【2-4】 극한 를 조사하고, 를 구하시오.
【2-5】 두 함수 와 의 그래프의 개형을 한 평면에 그리시오. (단, 방정식 의 보다 큰 해는 라 한다.)
서강대 2024학년도 수시 자연계열 (2차) 2번 · mathesis.kr/archive/sogang/2024su/jayeon2_2
【2-1】 이라고 하면 이므로, 함수 의 증가와 감소를 표로 나타내고 그 그래프를 그리면 다음과 같다.

이고 이라는 사실과 의 그래프에 의해 방정식 의 보다 큰 해는 오직 하나 존재한다.
【2-2】 을 미분하면 이므로 제시문 [가]에 의해 두 접선 과 의 방정식은 각각, 즉, 이다.과 의 교점의 좌표를 구하기 위해을 풀면 이기 때문에따라서, 교점의 좌표는 이다.

라 놓고 를 적분과 사다리꼴의 넓이를 이용하여 계산하면,
【2-3】 함수 의 최솟값을 구하기 위해, 라고 하면 이므로 함수 의 증가와 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.따라서 의 최솟값은 이다.그러므로 일 때, 와 임을 이용하면이 되어 이다.
【2-4】 이므로이고따라서 이고 이다.
【2-5】 이므로, 구간 에 속하는 모든 에 대하여 이다. 따라서 의 극값은 존재하지 않고 제시문 [나]에 의해 는 구간 에서 증가한다. 또한,이고이므로 치역은 이다.라 하면, 이다. 따라서 일 때, 이고 문항 【2-1】의 의 그래프로부터 다음을 알 수 있다.① 이면 이므로 이 되어 곡선 는 아래로 볼록② 이면 이므로 이 되어 곡선 는 위로 볼록그러므로 점 는 변곡점이다.따라서 의 그래프의 개형을 그린 후, 이를 직선 에 대칭이 되도록 역함수 의 그래프의 개형을 그리면 다음 그림과 같다.

고등학교 교육과정에서 필수적으로 다루어지는 미적분학의 기본적인 내용을 바탕으로 함수의 도함수와 정적분을 제대로 이해하고 이를 다양한 상황에 활용할 수 있는지 평가한다. 특히 접선의 방정식, 함수의 증가와 감소, 곡선의 오목과 볼록, 변곡점, 함수의 그래프를 이용하여 최솟값, 방정식, 부등식에 관한 문제해결, 곡선과 두 직선으로 둘러싸인 도형의 넓이에 활용할 수 있는지 평가한다. 또한, 함수와 그 역함수의 그래프 사이의 관계를 이해하는지 평가한다. 구체적인 채점 기준은 다음과 같다.
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