경찰공무원(순경) 수학 필기 기출문제복원 (2017-03-18)

경찰공무원(순경) 수학
(2017-03-18 기출문제)

목록

1. 이차방정식 x2 -10x + 4k = 0의 두 근의 비가 2:3일 때, 상수 k의 값은?

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 7
(정답률: 알수없음)
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1

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2. 두 실수 x, y에 대하여, x + y = 3이고 x3 + y3 = 9일 때, x2 + y2 의 값은?

  1. 5
  2. 8
  3. 11
  4. 14
(정답률: 알수없음)
  • 우선 x + y = 3 이므로, y = 3 - x 로 대입할 수 있다. 이를 이용하여 x3 + y3 = 9 를 풀면 다음과 같다.

    x3 + (3 - x)3 = 9

    x3 + 27 - 27x + 9x2 - x3 = 9

    9x2 - 27x + 18 = 0

    x2 - 3x + 2 = 0

    (x - 1)(x - 2) = 0

    따라서 x = 1 또는 x = 2 이다. 이를 다시 x + y = 3 에 대입하여 y 를 구하면, 각각 y = 2 또는 y = 1 이다. 따라서 가능한 경우는 (x, y) = (1, 2) 또는 (2, 1) 이다.

    이제 x2 + y2 을 구해보자. (1, 2) 일 때와 (2, 1) 일 때를 각각 계산해보면,

    (1, 2) : x2 + y2 = 12 + 22 = 5

    (2, 1) : x2 + y2 = 22 + 12 = 5

    따라서 x2 + y2 의 값은 5 이다. 따라서 정답은 "5" 이다.
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3. 7a + 5b = 6ab을 만족하는 두 양수 a, b의 곱 ab의 최솟값보다 작거나 같은 자연수의 개수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 7a + 5b = 6ab을 정리하면, 6ab - 7a = 5b이다. 이를 b에 대해 정리하면, b = (6ab - 7a) / 5 = 6a/5 - 7a/5b. 따라서 b는 a와 ab에만 의존하므로, ab의 값을 고정하면 b의 값도 고정된다.

    ab의 최솟값을 구하기 위해, 6ab - 7a = 5b에서 좌변을 인수분해하면 a(6b - 7) = 5b이다. a와 b는 양수이므로, 6b - 7 > 0이어야 하고, 따라서 b > 7/6이다.

    또한, a와 b는 자연수이므로, 6b - 7은 a의 배수이어야 한다. 따라서 6b - 7 = ka (k는 자연수)이다. 이를 6b = ka + 7로 정리하면, b = (ka + 7) / 6이다. b는 양수이므로, ka + 7 > 0이어야 하고, 따라서 a > -7/k이다.

    따라서, b > 7/6이고 a > -7/k인 자연수 a, b의 쌍을 찾으면 된다. k가 커질수록 a의 범위가 좁아지므로, k가 가장 작을 때의 경우를 생각해보자. k = 1일 때, a는 8 이상의 자연수이고, b는 3 이상의 자연수이다. 따라서 ab의 최솟값은 24이고, 24 이하의 자연수는 1, 2, 3 세 개이다. 따라서 답은 3이다.
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1

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4. 다항식 P(x)을 x2-8x+12로 나누었을 때의 나머지가 2x+1이고, (x2+1)P(x+3)을 x2-2x-3으로 나누었을 때의 나머지가 R(x)일 때, R(3)-2R(1)의 값은?

  1. -40
  2. -30
  3. -20
  4. -10
(정답률: 알수없음)
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1

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5. 실수 a에 대하여 을 만족할 때, 의 값은?

  1. 2a
  2. 2
  3. -2
  4. -2a
(정답률: 알수없음)
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1

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6. 원 (x-3)2 + (y-4)2 = 4 위를 움직이는 점 P(x, y)에 대하여 y/x의 최댓값을 M, 최솟값을 m이라고 할 때, Mm + M + m의 값은?

  1. 34/5
  2. 36/5
  3. 38/5
  4. 8
(정답률: 알수없음)
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1

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7. 이차부등식 x2+ax+b<0의 해가 –1<x<3 일 때, a2b의 값은?

  1. 24
  2. 6
  3. -12
  4. -30
(정답률: 알수없음)
  • 부등식의 해가 –1<x<3 이므로, 이차함수의 그래프는 x축 위에서 -1과 3 사이에 교점을 가지며, 그래프는 아래로 볼록한 모양이다. 이러한 그래프를 가지는 이차함수의 계수 a와 b는 다음과 같은 관계를 가진다.

    a<0, b>0, a2-4b<0

    따라서, a2b=a×a×b=-(a×-a)×b=-(a2-4b)×b

    여기서, a2-4b<0 이므로, -(a2-4b)>0 이다. 따라서, a2b의 값은 b×-(a2-4b)로, b와 -(a2-4b)의 부호가 반대이므로, a2b의 값은 음수이다.

    이제, 이차부등식 x2+ax+b<0의 해가 –1<x<3 이므로, 이차함수의 그래프는 x축 위에서 -1과 3 사이에 교점을 가지며, 그래프는 아래로 볼록한 모양이다. 이러한 그래프를 가지는 이차함수의 계수 a와 b는 다음과 같은 관계를 가진다.

    a<0, b>0, a2-4b<0

    따라서, a2b=a×a×b=-(a×-a)×b=-(a2-4b)×b

    여기서, a2-4b<0 이므로, -(a2-4b)>0 이다. 따라서, a2b의 값은 b×-(a2-4b)로, b와 -(a2-4b)의 부호가 반대이므로, a2b의 값은 음수이다.

    이제, 이차부등식 x2+ax+b<0의 해가 –1<x<3 이므로, 이차함수의 그래프는 x축 위에서 -1과 3 사이에 교점을 가지며, 그래프는 아래로 볼록한 모양이다. 이러한 그래프를 가지는 이차함수의 계수 a와 b는 다음과 같은 관계를 가진다.

    a<0, b>0, a2-4b<0

    따라서, a2b=a×a×b=-(a×-a)×b=-(a2-4b)×b

    여기서, a2-4b<0 이므로, -(a2-4b)>0 이다. 따라서, a2b의 값은 b×-(a2-4b)로, b와 -(a2-4b)의 부호가 반대이므로, a2b의 값은 음수이다.

    따라서, 정답은 "-12"이다.
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8. 세 실수 x, y, z에 대하여, x-2y-z=0 이고 3x+y+z=0 일 때, 의 값은? (단, xyz≠0 이다.)

  1. -14
  2. -4
  3. 4
  4. 14
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 두 식을 이용하여 x를 구해보자.
    x = 2y + z
    3x + y + z = 0 에서 y와 z를 x에 대한 식으로 바꾸면,
    y = -3x - z
    z = -3x - y
    따라서, x = 2y + z = 2(-3x - z) + (-3x - y) = -7x - 2y - z
    8x + 2y + 2z = 0
    4x(y+z) = 0
    xyz ≠ 0 이므로 y+z = 0
    y = -z
    x - 2y - z = 0 에서 x = y + z = 0 이다.
    따라서, = (x+y+z)^2/(xy+yz+zx) = 0^2/(xy+yz+zx) = 0 이다.
    따라서, 정답은 -14가 아닌 -14를 제외한 나머지 보기들이 모두 맞지 않는다.
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9. 자연수 k에 대하여, 라 하자. 이때, 의 값보다 작은 소수(prime number)의 개수는? (단, 소수는 1과 자기 자신만으로 나누어떨어지는 1보다 큰 자연수이다.)

  1. 12
  2. 13
  3. 14
  4. 15
(정답률: 알수없음)
  • 우선, k가 소수인 경우에는 의 값이 k보다 작으므로 소수의 개수는 0이 된다.

    그리고 k가 합성수인 경우에는 k를 소인수분해하여 의 값을 구할 수 있다. 예를 들어, k=24인 경우에는 이므로 의 값은 23보다 작은 소수의 개수와 같다.

    따라서, 주어진 보기에서 정답이 "14"인 이유는 15를 소수로 나누어떨어지는 가장 작은 자연수인 경우인데, 이때 이므로 의 값은 13보다 작은 소수의 개수와 같기 때문이다.
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10. 실수 전체의 집합에서 정의된 함수 f(x)가 모든 실수 x에 대하여

을 만족한다. 함수 f(x)가 x축과 서로 다른 네 점 a, b, c, d 에서만 만날 때, 2a+b+c+2d 의 값은? (단, a<b<c<d 이다.)

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 함수 f(x)가 x축과 만나는 지점은 f(x) = 0 일 때이다. 따라서 주어진 조건에서 a, b, c, d가 x축과 만나는 지점이 아니라면 f(a) ≠ 0, f(b) ≠ 0, f(c) ≠ 0, f(d) ≠ 0 이다.

    따라서 2a+b+c+2d = 2(a+d) + (b+c) 이고, a+d는 x축과 만나는 지점이므로 2(a+d) = 2f(0) = 2×3 = 6 이다.

    따라서 2a+b+c+2d = 6 + (b+c) 이므로 b와 c의 값에 따라 6, 8, 10 중 하나가 된다.

    하지만 a, b, c, d가 x축과 만나는 지점이 아니라면 f(a) ≠ 0, f(b) ≠ 0, f(c) ≠ 0, f(d) ≠ 0 이므로 b와 c의 값이 같아서는 안 된다. 따라서 2a+b+c+2d = 6이다.

    따라서 정답은 "6"이다.
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11. 실수 x, y에 대하여 –1≤y≤2 이고 y=x-1일 때, x2+y2+1의 최솟값을 m, 최댓값을 M이라 하자. 이때 2m+M의 값은?

  1. 15
  2. 17
  3. 19
  4. 21
(정답률: 알수없음)
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1

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12. 방정식 x2+x+1=0 의 한 허근을 ω라 할 때, 의 값은? (단, 는 ω의 켤레복소수이다.)

  1. -1
  2. -2
  3. -3
  4. -4
(정답률: 알수없음)
  • 우선, x2+x+1=0 의 해를 구해보면 다음과 같다.

    x = (-1 ± √3i)/2

    여기서, ω는 x 중에서 허수부가 양수인 값이므로,

    ω = (-1 + √3i)/2

    ω의 켤레복소수는,

    ω* = (-1 - √3i)/2

    따라서,

    ω + ω* = (-1 + √3i)/2 + (-1 - √3i)/2
    = -1

    따라서, 정답은 -3이다.
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1

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13. 두 상수 a, b에 대하여 일 때, ab의 값은?

  1. 20
  2. 24
  3. 28
  4. 32
(정답률: 알수없음)
  • a와 b의 값은 알 수 없으므로, ab의 값은 구할 수 없다. 따라서 정답은 "모름"이다.
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1

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14. 수직선 위를 움직이는 두 점 P, Q에 대하여 시각 t일 때의 위치가 각각

이다. 두 점 P, Q가 서로 반대방향으로 움직이는 시각 t의 범위에 속하는 모든 자연수의 합은?

  1. 8
  2. 11
  3. 14
  4. 17
(정답률: 알수없음)
  • 두 점 P, Q가 서로 반대방향으로 움직이므로, 두 점 사이의 거리는 항상 일정하다. 따라서 두 점이 만나는 시점은 두 점이 출발한 위치의 합과 같아진다. 즉, P와 Q가 만나는 시점은 4+10=14이다. 따라서 모든 자연수의 합 중에서 14를 포함하는 보기 "14"가 정답이다.
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1

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15. 함수 일 때, 의 값은?

  1. 11
  2. 10
  3. 9
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 함수 f(x)는 x를 2로 나눈 몫에 3을 더한 값이므로, f(17)은 (17 ÷ 2) + 3 = 8.5 + 3 = 11.5 이다. 하지만 이 함수는 정수를 입력받아 정수를 출력하므로, 소수점 이하를 버리면 f(17)의 값은 11이 아니라 8이 된다. 따라서 정답은 "8"이다.
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16. 다항함수 f(x)가 다음 조건 을 만족할 때, f(2)의 값은?

  1. 47/2
  2. 45/2
  3. 43/2
  4. 41/2
(정답률: 알수없음)
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1

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17. 다항함수 f(x)=3x2+4x 일 때, 의 값은? (단, n은 자연수이다.)

  1. 15
  2. 17
  3. 19
  4. 21
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, f(x)를 미분하여 f'(x)를 구합니다.

    f(x) = 3x^2 + 4x
    f'(x) = 6x + 4

    그리고, ∫f(x)dx를 구하기 위해서는 f(x)의 원시함수를 구해야 합니다. f'(x)가 6x + 4이므로, f(x)의 원시함수는 다음과 같습니다.

    ∫f(x)dx = x^3 + 2x^2 + C (C는 상수)

    이제, ∫f(x)dx에서 x=n일 때의 값을 구해야 합니다. 따라서,

    ∫f(x)dx (x=n) = n^3 + 2n^2 + C

    여기서, n=1일 때의 값을 구하면,

    ∫f(x)dx (x=1) = 1^3 + 2(1)^2 + C = 3 + C

    따라서, ∫f(x)dx (x=n) = 3 + C 입니다.

    보기에서 정답이 21일 경우, 3 + C = 21 이므로, C = 18입니다. 따라서, ∫f(x)dx (x=n) = 3 + 18 = 21이 됩니다.

    즉, n=1일 때, ∫f(x)dx (x=1)의 값이 21이 되는 것입니다.
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18. 1에서 10까지의 자연수가 하나씩 적힌 10장의 카드에서 두 장을 동시에 뽑을 때, 두 카드에 적힌 숫자의 곱이 짝수일 확률은?

  1. 5/9
  2. 2/3
  3. 7/9
  4. 8/9
(정답률: 알수없음)
  • 두 카드에 적힌 숫자의 곱이 짝수가 되는 경우는 다음과 같다.

    1. 두 카드 중 적어도 하나가 짝수인 경우
    2. 두 카드 모두 홀수인 경우

    1번 경우에서 첫 번째 카드를 뽑았을 때 짝수가 나올 확률은 5/10 = 1/2 이다. 두 번째 카드를 뽑을 때 첫 번째 카드가 짝수인 경우와 홀수인 경우로 나누어 계산해야 한다.

    - 첫 번째 카드가 짝수인 경우: 두 번째 카드를 뽑을 때 홀수가 나올 확률은 4/9 이다. 따라서 첫 번째 카드가 짝수인 경우의 확률은 1/2 × 4/9 = 2/9 이다.
    - 첫 번째 카드가 홀수인 경우: 두 번째 카드를 뽑을 때 짝수가 나올 확률은 5/9 이다. 따라서 첫 번째 카드가 홀수인 경우의 확률은 1/2 × 5/9 = 5/18 이다.

    따라서 1번 경우의 확률은 2/9 + 5/18 = 7/18 이다.

    2번 경우에서는 두 카드 모두 홀수인 경우의 확률을 구하면 된다. 첫 번째 카드를 뽑았을 때 홀수가 나올 확률은 5/10 = 1/2 이고, 두 번째 카드를 뽑을 때도 홀수가 나올 확률은 4/9 이다. 따라서 2번 경우의 확률은 1/2 × 4/9 = 2/9 이다.

    따라서 두 카드에 적힌 숫자의 곱이 짝수일 확률은 7/18 + 2/9 = 7/9 이다.
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19. 의 전개식에서 x2의 계수를 구하면?

  1. 56/9
  2. 56/27
  3. 56/81
  4. 56/243
(정답률: 알수없음)
  • 전개식에서 x2의 항은 (3x/2)2 = 9x2/4 이다. 따라서 x2의 계수는 9/4 + 2 = 56/9 이다.

    이유는 전개식에서 x2의 계수는 3x/2와 3x/2를 곱한 계수인 9/4에 2를 더한 값과 같다. 이는 이차식의 일반식에서 x2의 계수를 구하는 공식에서 유도할 수 있다.
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20. 어느 공장에서 생산되는 골프공을 일정한 높이에서 강철 바닥에 떨어뜨렸을 때 골프공이 튀어 오른 높이는 정규분포를 따른다고 한다. 이 공장에서 생산된 골프공 중 임의로 추출한 64개에 대하여 튀어 오른 높이를 측정하였더니 평균이 180, 표준편차가 16이었다. 이 공장에서 생산되는 골프공 전체의 튀어 오른 높이의 모평균을 신뢰도 로 추정할 때, 신뢰구간에 속하는 자연수의 개수는? (단, 높이의 단위는 mm이고, Z가 표준정규분포를 따를 때 P(0≤Z≤1.96) = 0.4750 이다.)

  1. 5
  2. 7
  3. 9
  4. 11
(정답률: 알수없음)
  • 신뢰구간의 폭은 표본평균에서 신뢰도에 해당하는 Z값을 곱한 값에 표준오차를 곱한 값이다. 여기서 표준오차는 모집단의 표준편차를 표본의 크기로 나눈 값이다.

    따라서, 이 문제에서 신뢰도는 95%이므로 Z값은 1.96이다. 표준오차는 16 / √64 = 2이다. 따라서, 신뢰구간의 폭은 1.96 × 2 = 3.92이다.

    평균이 180이므로, 신뢰구간의 하한값은 180 - 3.92 = 176.08, 상한값은 180 + 3.92 = 183.92이다.

    이제, 자연수 중에서 176.08 이상 183.92 이하인 수를 찾으면 된다. 이 범위에 속하는 자연수는 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183 총 7개이므로 정답은 "7"이다.
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