수학올인의 수학 기록

2025학년도 5월 모의고사 수학 15번 풀이 (250515 풀이)안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 2025학년도 5월 모의고사 수학 15번 문제를 다뤄보겠습니다.   문제   풀이먼저 수열 $a_n$의 모든 항이 자연수임을 보이자. $a_n$으로 가능한 경우는 자연수 $k$에 대하여$$a_n = \begin{cases} 3k \\ 3k+1 \\ 3k+2 \end{cases}\quad (k\in\mathrm{N})$$뿐이므로 각각 해보자. i) $a_n = 3k$인 경우3의 배수이므로 문제에서 주어진 점화식을 이용해서 $3$으로 나눠도 당연히 자연수다. ii) $a_n = 3k+1$인 경우두 번째 점화식을 이용하면$$\begin{align} a_{n+1} &= \frac{(a_n)^2 + 5}..

2025학년도 5월 모의고사 수학 14번 풀이 (250514 풀이)안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 2025학년도 5월 모의고사 수학 14번 문제를 다뤄보겠습니다.   문제   풀이문제의 조건을 먼저 확인해보면 주어진 식을 만족하려면$$f(k)=g(k)=0$$이어야 함을 알 수 있다. 따라서 방정식$$f(x) = 0$$은 서로 다른 두 실근을 가져야 하고 이는 곧 $x$축과 한 점에서 만남과 동시에 중근도 가진다는 뜻이다. 이제 만나는 지점을 확정해야 하는데, 함수 $f(x)$를$$f(x) = (x-a)(x-b)^2$$라고 써보면, $x=b$에서의 접선의 $y$절편은 반드시 $0$임을 알 수 있다. (접선이 $y=0$이므로.) 그럼 $x=a$에서의 접선의 $y$절편이 $0$이 되도록 해야 하는..

'2025학년도 5월 모의고사 수학 13번 풀이 (250513 풀이)  안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 2025학년도 5월 모의고사 수학 13번 문제를 다뤄보겠습니다.   문제    풀이먼저 $b$가 양수이므로, $b이다. 이제 $x=a$의 위치를 조절할 것인데, 만약 $f(a)>3b$라면 문제의 조건에 모순이다.(교점의 개수가 $2$개가 되는 순간이 존재한다.) 또, $f(a) 따라서 $f(a)=3b$이고 $f(x)$의 개형을 아래와 같이 특정할 수 있다.따라서$$\begin{align} &2^{a+3} + b = 3b \\ &2^{5-a} + 3b = 4b+8 \end{align}$$이 성립하고, 둘을 연립하면 $$a=1, b=8$$임을 얻으므로, 구하는 값은 $9$이다.   전체적으로 ..

[수학] 구의 일부분의 겉넓이 공식안녕하세요 수학올인입니다.이번 포스팅에서는 구의 일부분의 겉넓이를 구하는 공식에 대해 다뤄보겠습니다. 먼저 공식의 형태를 알아보고, 공식을 직접 유도해본 뒤, 예제를 풀어보도록 하겠습니다.먼저 구의 일부분의 겉넓이 공식은 다음과 같습니다.구의 일부분의 겉넓이 공식구면 $S : x^2 + y^2 + z^2 = r^2$의 $a\leq z\leq b$에 해당하는 부분의 겉넓이 $S$는$$S = 2\pi \times r \times (b-a)$$이다. 구면의 넓이를 구하는 방법은 회전곡면의 겉넓이 방식을 이용해도 되고, 면적분을 이용해도 되는데요.이번 포스팅에서는 회전곡면의 겉넓이를 구하는 방법을 이용해서 구해보도록 하겠습니다. 먼저 다음과 같은 구가 있다고 해보겠습니다.$$S..

2025학년도 3월 모의고사 수학 15번 풀이 (250315 풀이) 안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 2025학년도 3월 모의고사 15번 문제를 다뤄보겠습니다. 문제 풀이 $a_5 = 5$라는 사실로부터 경우를 나눠 역추적을 해보면 다음과 같다. 이상에서 모든 $a_1$의 곱은 $40$이다. 역추적을 통해 간단히 해결하였습니다.

[수학] 평균값 정리의 응용과 세타의 극한을 구하는 문제 (1/2)안녕하세요 수학올인입니다.이번 포스팅에서는 평균값 정리를 응용하는 문제 중 세타의 극한을 구하는 유형에 대해 다뤄보겠습니다. 먼저 다음과 같은 문제를 보신 적 있으신가요?예제함수 $f(x) = x^3$에 대하여 $\theta (0$$f(a+h)=f(a)+hf'(a+\theta h)$$를 만족시킬 때, $\displaystyle\lim_{h\to 0+}\theta$의 값은? (단, $a>0, h>0$) 이런 유형의 문제는 문제집을 풀다 보면 한 번쯤 만날 수 있는 문제입니다.보통은 주어진 함수 $f(x)$에 전부 대입한 뒤 식을 $\theta$에 대해 정리하여직접 극한값을 구하는 경우가 많은데요. 사실 이 유형의 문제는 정답이 정해져있다는 ..

[수학] 원뿔면의 겉넓이 (표면적) 공식 정리 안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 원뿔면의 겉넓이(표면적)에 대해서 다뤄보겠습니다. 가장 먼저 원뿔면이 무엇인지 알아야겠죠? 원뿔면은 다음과 같은 이변수함수 $$z=f(x,y)=\sqrt{x^2 + y^2}$$ 와 같은 모양을 평행이동 또는 대칭이동하여 얻은 곡면을 말합니다. 그럼 이번 포스팅에서 말하고자 하는 바를 단도직입적으로 정리해보면 아래와 같습니다. 원뿔면의 겉넓이 공식 $xy$평면 위의 영역 $D$ 위에서 원뿔면 $$z=\sqrt{x^2+y^2}$$ 의 겉넓이 $S$는 $$S=\sqrt{2}\times\text{Area}(D)$$ 이다. (단, $\text{Area}(D)$는 영역 $D$의 넓이이다.) 증명 과정은 아래와 같습니다. 원뿔..

[수학] 성망형 곡선의 성질 정리 (넓이, 길이, 회전체의 부피 겉넓이) 안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 성망형 곡선에 대해서 다뤄보겠습니다. 이전에 사이클로이드 곡선에 대한 다양한 부분들에 대해 알아봤던 것처럼 성망형 곡선들에 대해서도 넓이나 길이, 회전체의 부피나 겉넓이, 마지막으로 기하학적 성질들을 전부 정리해서 이번 포스팅에서 다뤄보겠습니다. 성망형 곡선의 정의? 성망형 곡선 (아스트로이드, astroid)은 반지름의 길이가 $a$인 바깥쪽 큰 원의 안에서 큰 원의 원주를 따라서 반지름의 길이가 $\frac{a}{4}$인 원이 구르며 이동할 때, 안쪽의 작은 원 위의 한 정점이 그리는 자취입니다. 그리고 그 식을 나타내보면 아래와 같습니다. $$x^{\frac{2}{3}} + y^{\..

2024학년도 수능 수학(미적분) 29번 풀이 (241129 풀이) 안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 2024학년도 수능 수학(미적분) 29번 문제를 다뤄보겠습니다. 문제 풀이 두 수열 $a_n, b_n$을 $$\begin{align} & a_n = a \times p^{n-1} \\ & b_n = b \times q^{n-1} \end{align}$$ 이라 하자. 그러면 주어진 조건으로부터 $$\frac{ab}{1-pq} = \frac{a}{1-p} \times \frac{b}{1-q}$$ 에서 식을 정리하면 $$2pq = p+q$$ 이다. 이제 두 번째 조건으로부터 $$\frac{3|ap|}{1-p^2} = \frac{7|ap^2|}{1-|p|^3}$$ 에서 식을 다시 정리하면 $$\fra..

2024학년도 수능 수학 14번 풀이 (241114 풀이) 안녕하세요 수학올인입니다. 이번 포스팅에서는 문제 풀이 $x\leq 2$에서 정의된 삼차함수는 $x=-1$에서 극댓값 $5$, $x=1$에서 극솟값 $-3$을 갖는다. 또, $f(2)=5$이다. 추가로, $\displaystyle\lim_{x\to 2+} f(x) = 9$임을 이용하여 함수 $f(x)$의 그래프를 그릴 수 있다. 이제 $b=1$, $b=2$, $b>2$로 경우를 나눠보면 $b=1, 2$인 경우는 조건을 만족하지 않는다. $b>2$인 경우 $x>2$에서의 이차함수의 극값을 위 아래로 조절하며 개형을 살펴보면 조건을 만족하는 경우는 아래 그림처럼 삼차함수와 이차함수의 극소가 일치하는 경우이다. 이때 $x>2$에서의 이차함수는 $x=\..