문제 2-2.a에 대한 풀이에는 아래의 두 과정 1)과 2)가 논리적으로 기술되어야 하며 한다. 2)의 경우는 3단계로 구분할 수 있다.
1) 선분의 전체 길이를 1이라고 하면 긴 부분의 길이를 x라 하면 짧은 부분의 길이는 1−x이고 1:x=x:1−x가 성립한다. 이 식으로부터 x2=1−x이므로 x=25−1에서 황금비는 x1=21+5임을 알 수 있다.
(다른 풀이: 선분을 둘로 나누었을 때 긴 부분의 길이를 a, 짧은 부분의 길이를 b라 하면 문제의 조건에서 a:b=a+b:a가 성립한다. 이 식으로부터 a2=b(a+b)=ab+b2임을 알 수 있다.a와 b의 비를 구하기 위하여 위 식을 b로 나누면 (ba)2=ba+1이므로 (ba)=21+5. 즉 황금비는 21+5임을 알 수 있다.)Correction. 2-2 (a) 다른 풀이의 “위 식을 b로 나누면”은 “위 식을 b2으로 나누면”의 오기이다.a2=ab+b2의 양변을 b2으로 나누면(ba)2=ba+1을 얻는다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.
2-1) 제시문 <가>에서 수열 {an}은 an+1=an−1+an의 성질을 가진다고 했으므로 연속하는 수열의 비는 다음과 같이 쓸 수 있음을 보여야 한다.anan+1=anan−1+an=1+anan−1
2-2) 연속된 두 수의 비 anan+1이 수렴한다고 했으므로 n→∞limanan+1=r이라 두면 다음과 같은 식으로 표시할 수 있음을 보여야 한다.r=n→∞limanan+1=n→∞lim(1+anan−1)=1+n→∞limanan−1=1+r1
2-3) 이 식 r=1+r1은 r2=r+1이고 이 식에서 근의 공식을 이용하여 r을 구하면 r=21+5이다.따라서 수열 {an}의 연속된 두 항의 비는 황금비 21+5에 수렴한다.
◯ 문항 (2-2.b)
문항 2-2.b의 풀이에서는 다음과 같이 두 부분이 내용이 논리적으로 언급되어 있어야 한다.
1) 처음 이야기를 들은 한 사람을 b1=1이라 하고 n번째 날에 새로 소문을 들은 사람의 수를 bn이라 하자.n=1부터 차례로 구해보면b1=1,b2=2a,b3=2a×2a+a,b4=2a(4a2+a)+a×2a임을 알 수 있고 제시문 (가)에서와 같이 bn 사이의 관계를 알아보면 소문을 들은 사람은 다음날에는 2a명에게, 또 그 다음날에는 a명에게 소문을 전한다고 했으므로 이를 bn으로 표시하면bn=2a×bn−1+a×bn−2와 같이 나타낼 수 있음을 보다.
2) 4번째 날에 새로 소문을 들은 사람의 수가 80명이므로 b4=80이고 이를 a의 식으로 표시하면b4=8a3+4a2=80이 된다. 즉, 2a3+a2−20=0이 되고 이를 인수분해하면(a−2)(2a2+5a+10)=0가 되어 a=2이거나 4−5±25−80되는데 뒤의 값은 허수이므로 답이 될 수 없으며 a는 사람의 수이므로 자연수가 되어야 하기 때문에 a=2가 됨을 알 수 있다.