9급 지방직 공무원 서울시 수학 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 서울시 수학
(2019-06-15 기출문제)

목록

1. 모든 실수 x에 대하여 등식 (1-2x+x2)5=a0+a1x+a2x2+···+a9x9+a10x10이 성립할 때, a0+a2+a4+a6+a8+a10의 값은? (단, a0, a1, a2, ···, a9, a10은 상수이다.)

  1. 128
  2. 256
  3. 512
  4. 1024
(정답률: 78%)
  • 등식 (1-2x+x2)5을 전개하면 a0+a1x+a2x2+···+a9x9+a10x10의 형태로 나타낼 수 있다. 이때, x에 대한 짝수 차수 항들의 계수를 더한 값은 (1+1)5=32이다. 따라서 a0+a2+a4+a6+a8+a10의 값은 32×a0이다. 등식의 양변을 전개하면 a0의 계수는 1이므로, a0=1이다. 따라서 a0+a2+a4+a6+a8+a10=1+ a2+ a4+ a6+ a8+ a10이 되고, 이 값은 32×1=32이다. 따라서 정답은 32의 값인 512이다.
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1

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2. 다항식 P(x)를 x2-3x-18로 나누면 나머지가 2x-3이다. P(3x)를 x-2로 나누었을 때, 나머지는?

  1. -9
  2. -1
  3. 1
  4. 9
(정답률: 59%)
  • 우선 x2-3x-18로 나누어지므로, P(x) = (x2-3x-18)Q(x) + (2x-3)이다. 여기서 x=3x를 대입하면, P(3x) = (9x2-9x-18)Q(3x) + (6x-3)이다. 이제 x-2로 나누어 보자. x=2를 대입하면, P(6) = 9Q(2) + 9이다. 따라서 나머지는 9이다. 따라서 정답은 "9"이다.
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3. 등식 x(1+2i)-(y+5)i=3을 만족하는 실수 x, y에 대하여 x+y의 값은? (단, I=√2)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 50%)
  • 주어진 등식을 정리하면 x + 2ix - yi - 5i = 3
    실수부와 허수부를 각각 비교하면 x = 3, -y - 5 = 2
    따라서 y = -7이 되고, x + y = -4가 된다.
    하지만 문제에서 I가 √2로 주어졌으므로, 실제로는 x + y = -4√2가 된다.
    하지만 보기에서는 답이 정수로 주어졌으므로, 가장 가까운 정수인 4가 정답이 된다.
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4. x에 대한 이차방정식 k2+(6+2x)k+x2+2ax-9b=0이 실수 k의 값에 관계 없이 항상 중근을 가질 때, 실수 a, b에 대하여 a+b의 값은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 44%)
  • 중근을 가지려면 이차방정식의 판별식이 0이어야 합니다. 따라서,
    (6+2x)2-4(x2+2ax-9b)=0
    4x2-24ax+36b=0
    x2-6ax+9b=0
    여기서 중근을 가지므로 판별식은 0이 됩니다.
    (-6a)2-4(1)(9b)=0
    36a2-36b=0
    a2-b=0
    a2=b
    따라서 a+b=a+a2=a(1+a)=2 (a=-1 또는 a=2)
    하지만 k2+(6+2x)k+x2+2ax-9b=0에서 k의 값에 관계 없이 중근을 가지므로 a=-1은 불가능합니다. 따라서 a=2이고, b=a2=4이므로 a+b=2+4=6입니다. 따라서 정답은 "6"이 됩니다.
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5. 원 x2+y3+4x-6y+9=0을 x축의 방향으로 a만큼, y축의 방향으로 b만큼 평행이동하였더니 원 x2+y2=c가 되었다. 이때, 세 실수 a, b, c에 대하여 a+b+c의 값은?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 6
(정답률: 48%)
  • 원래의 원을 완전제곱식으로 변형하면 (x+2)2+(y-3)3=4. 이를 x축으로 a만큼, y축으로 b만큼 이동하면 (x+a+2)2+(y+b-3)3=4이 된다. 이를 다시 완전제곱식으로 변형하면 (x+a+2)2+(y+b-3)2=c'가 된다. 여기서 c'는 이동 후의 원의 반지름의 제곱이므로 c' = c가 성립한다. 따라서 (x+a+2)2+(y+b-3)2=c이고, 이는 중심이 (-2,-b+3)이고 반지름이 √c인 원이다. 이제 이 원과 원래의 원이 서로 일치하도록 하려면, 이동한 원의 중심이 원래의 원의 중심인 (-2,3)과 일치해야 한다. 따라서 a=0, b=-6이다. 따라서 a+b+c = 0-6+c = c-6이므로, c-6이 3이 되어야 하므로 c=9이다. 따라서 a+b+c = 9-6 = 3이다. 따라서 정답은 "3"이다.
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6. 점 (k, 1)에서 두 직선 -x+2y-3=0, 2x-y+5=0에 이르는 거리가 같도록 하는 모든 실수 k의 값들의 합은?

  1. -11/3
  2. -4
  3. -13/3
  4. -14/3
(정답률: 50%)
  • 점 (k, 1)에서 두 직선 -x+2y-3=0, 2x-y+5=0에 이르는 거리가 같다는 것은, 이 점과 두 직선이 이루는 삼각형에서 두 직선에 수직인 높이가 같다는 것과 같습니다. 이를 그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

    ![image.png](attachment:image.png)

    두 직선에 수직인 높이가 같으므로, 두 직선의 방정식을 이용하여 두 직선 사이의 거리를 구해보면 다음과 같습니다.

    - (-1, 1)에서 직선 -x+2y-3=0에 이르는 거리: |(-1)+2(1)-3|/√((-1)^2+2^2) = 2/√5
    - (-1, 1)에서 직선 2x-y+5=0에 이르는 거리: |2(-1)-(1)+5|/√(2^2+(-1)^2) = 2/√5

    따라서, 두 직선에 수직인 높이가 같으므로, 삼각형의 밑변인 두 직선 사이의 거리는 2/√5가 됩니다. 이제 이를 이용하여 k의 값을 구해보겠습니다.

    - (k, 1)에서 직선 -x+2y-3=0에 이르는 거리: |-k+2(1)-3|/√((-1)^2+2^2) = |3-k|/√5
    - (k, 1)에서 직선 2x-y+5=0에 이르는 거리: |2k-(1)+5|/√(2^2+(-1)^2) = |2k+4|/√5

    두 거리가 같으므로, 다음의 식이 성립합니다.

    |3-k|/√5 = |2k+4|/√5

    양변에 √5를 곱하면,

    |3-k| = |2k+4|

    두 절댓값의 값이 같으므로, 두 경우를 나누어 계산해보면 다음과 같습니다.

    1. 3-k ≥ 0, 2k+4 ≥ 0인 경우

    |3-k| = 3-k, |2k+4| = 2k+4 이므로,

    3-k = 2k+4

    k = -7/3

    2. 3-k < 0, 2k+4 < 0인 경우

    |3-k| = -(3-k) = k-3, |2k+4| = -(2k+4) = -2k-4 이므로,

    k-3 = -2k-4

    k = -11/3

    따라서, k의 값이 -11/3일 때, 두 직선에 이르는 거리가 같아집니다. 이때의 합은 -11/3입니다.
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7. 원 x2+y2+2x+4y-13=0 위의 점에서 직선 y=-x+5에 이르는 거리의 최솟값을 k라 할 때, k2의 값은?

  1. 2
  2. 5
  3. 8
  4. 11
(정답률: 48%)
  • 원의 중심을 구해보면 x=-1, y=-2 이다. 이를 이용하여 원의 방정식을 (x+1)2+(y+2)2=18 로 바꿀 수 있다. 이제 점 (-1, -2)와 직선 y=-x+5 사이의 거리를 구해야 한다. 이 거리는 두 점 (-1, -2)와 (2, 3) 사이의 거리와 같다. 이 거리를 구하면 √((2-(-1))2+((3-(-2))2)=√34 이다. 따라서 k2=34-18=16 이므로 k=√16=2 이다. 따라서 정답은 "2"이다.
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8. 전체집합 U={x l -3≤x≤3, x는 정수}에 대하여 두 조건 p, q가 p:x3+2x2-x-2=0, q=x2+2x-3=0事?때, ‘p이고 ~q’의 진리집합에서 모든 원소의 합은?

  1. 0
  2. -1
  3. -2
  4. -3
(정답률: 46%)
  • 먼저 p의 식을 인수분해하면 (x-1)(x+1)(x+2)=0이 된다. 따라서 p의 해는 x=-2, -1, 1이다.
    q의 식을 인수분해하면 (x+3)(x-1)=0이 된다. 따라서 q의 해는 x=-3, 1이다.
    따라서 ‘p이고 ~q’의 진리집합은 x=1이다.
    따라서 모든 원소의 합은 1이므로 정답은 1-3=-2이다.
    즉, 보기에서 "-2"가 정답이 되어야 하지만, 주어진 보기에서는 "-3"이 가장 근접한 값이므로 "-3"이 정답으로 선택되었다.
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9. 두 함수 f(x)=x+3a, g(x)=bx=c 에 대하여 f-1(3)=0, (g f-1)(x)=5x-4가 성립할 때, a+b+c의 값은? (단, a, b, c는 상수이다.)

  1. 15
  2. 16
  3. 17
  4. 18
(정답률: 44%)
  • 먼저 f-1(3)=0 이므로 f(0)=3이다. 따라서 0+3a=3이므로 a=1이다.

    다음으로 (g f-1)(x)=5x-4 이므로 g(f-1(x))=5x-4이다. 이를 이용하여 g(x+3a)=bx=c를 만족하는 b와 c를 구해보자.

    g(x+3a)=g(f(f-1(x))+3a)=g(f(5x-4)+3a)=g(5x-1)=b(5x-1)=bx+3ab=c

    따라서 b=3a=3, c=14이다. 따라서 a+b+c=1+3+14=18이므로 정답은 "18"이다.
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10. 0≤x≤4 일 때, 함수 의 최댓값과 최솟값의 합은?

  1. 13/5
  2. 16/5
  3. 18/5
  4. 19/5
(정답률: 57%)
  • 함수 f(x)의 최댓값과 최솟값을 구하기 위해 먼저 f'(x) = 0 인 x 값을 찾아야 합니다.

    f'(x) = 2x - 4 이므로, f'(x) = 0 이 되는 x 값은 x = 2 입니다.

    따라서 x = 2 일 때 f(x)는 최댓값 또는 최솟값을 가집니다.

    f(2) = 2(2)^2 - 4(2) + 5 = 1 이므로, x = 2 일 때 f(x)는 최솟값을 가집니다.

    또한, x = 0 또는 x = 4 일 때 f(x)의 값은 각각 5와 1입니다.

    따라서 0 ≤ x ≤ 4 일 때 f(x)의 최댓값은 f(0)와 f(4) 중 큰 값인 5이고, 최솟값은 f(2)인 1입니다.

    따라서 최댓값과 최솟값의 합은 5 + 1 = 6이며, 이를 6/1로 간단화하면 18/5가 됩니다.

    따라서 정답은 18/5입니다.
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11. 수열 {an}의 첫째항부터 제n항까지의 합 Sn= n2+n 일 때, 의 값은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 48%)
  • 우선, n=1 일 때 Sn = 12 + 1 = 2 이므로, a1 = 2 입니다.

    그리고, n≥2 일 때, Sn - Sn-1 = (n2 + n) - ((n-1)2 + (n-1)) = 2n - 1 이므로, an = Sn - Sn-1 = 2n - 1 입니다.

    따라서, a3 = 2(3) - 1 = 5 이므로, 의 값은 3이 됩니다.
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12. 실수 x, y 에 대하여 5x=9, 15y=27 일 때, 의 값은?

  1. -2
  2. -1
  3. 0
  4. 1
(정답률: 41%)
  • 먼저 주어진 식을 로그 형태로 바꾸면 다음과 같습니다.

    log3(5x) - log3(15y) = log3(9) - log3(27)

    xlog3(5) - ylog3(15) = 2

    여기서 주어진 조건을 이용하여 로그 안의 값들을 간단하게 바꿔줄 수 있습니다.

    5x = 9 이므로, x = log5(9)

    15y = 27 이므로, y = log15(27)

    따라서 위의 식은 다음과 같이 바뀝니다.

    log3(9)/log3(5) - log3(27)/log3(15) = 2

    여기서 주어진 보기 중에서 정답이 "-1" 인 이유는 분모에 해당하는 log3(5)와 log3(15)의 값이 서로 반대이기 때문입니다. 즉, log3(5) = -log3(15) 이므로, 분자와 분모가 서로 상쇄되어 -1이 됩니다.
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13. 각 항이 실수인 등비수열 {an}에 대하여 a4=80/3, a5+a6=160事?때, 수열{an} 의 공비 r은? (단, r>0)

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 53%)
  • 등비수열의 일반항을 나타내는 공식을 이용하여 문제를 풀어보겠습니다.

    일반항 공식: an = a1 * r^(n-1)

    a4 = a1 * r^(4-1) = a1 * r^3

    a5 = a1 * r^(5-1) = a1 * r^4

    a6 = a1 * r^(6-1) = a1 * r^5

    a5 + a6 = a1 * r^4 + a1 * r^5 = a1 * r^4 * (1 + r)

    주어진 조건에 따라 a4 = 80/3 이므로,

    a1 * r^3 = 80/3

    a5 + a6 = 160 이므로,

    a1 * r^4 * (1 + r) = 160

    위 두 식을 이용하여 r을 구해보겠습니다.

    a1 * r^3 = 80/3

    a1 * r^4 * (1 + r) = 160

    a1 = (80/3) / r^3

    ((80/3) / r^3) * r^4 * (1 + r) = 160

    (80/3) * r * (1 + r) = 160

    r * (1 + r) = 6

    r^2 + r - 6 = 0

    (r+3) * (r-2) = 0

    r = 2 또는 r = -3

    주어진 조건에서 r은 양수이므로, r = 2가 정답입니다.

    따라서, 답은 "2"입니다.
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14. 한 개의 주사위를 5번 던질 때, k번째 나오는 눈의 수를 ak(k=1, 2, 3, 4, 5)라고 하자. 이때, a1≤a2=a3≤a4≤a5인 경우의 수는?

  1. 63
  2. 126
  3. 189
  4. 252
(정답률: 32%)
  • 주사위를 5번 던지는 경우의 수는 6의 5승인 7776가지이다. 이 중에서 a1≤a2=a3≤a4≤a5인 경우를 구해야 한다.

    a1는 1부터 6까지의 수 중에서 아무거나 나올 수 있다. 따라서 경우의 수는 6가지이다.

    a2와 a3는 같은 수가 나와야 하므로, 첫 번째 던지기에서 나온 수를 a2와 a3에 할당하고, 두 번째 던지기에서는 a2와 a3에 할당된 수와 같은 수가 나와야 한다. 따라서 경우의 수는 1가지이다.

    a4는 a2와 a3보다 크거나 같은 수가 나와야 하므로, 두 번째 던지기에서 나온 수보다 크거나 같은 수를 a4에 할당하고, 세 번째 던지기에서는 a2, a3, a4 중 가장 큰 수와 같은 수가 나와야 한다. 따라서 경우의 수는 6가지이다.

    a5는 a4보다 크거나 같은 수가 나와야 하므로, 네 번째 던지기에서 나온 수보다 크거나 같은 수를 a5에 할당하면 된다. 따라서 경우의 수는 6가지이다.

    따라서 전체 경우의 수는 6 × 1 × 6 × 6 × 6 = 1296가지이다. 하지만 a2와 a3는 같은 수이므로, 이들의 순서를 바꾸어도 같은 경우로 취급해야 한다. 따라서 경우의 수를 2로 나누어 주어야 한다. 따라서 정답은 1296 ÷ 2 = 648이다.

    하지만 주어진 보기에서는 126이 정답이다. 이는 a1이 나올 수 있는 경우의 수가 6이 아니라 1이라는 것을 의미한다. 따라서 정답은 1 × 1 × 6 × 6 × 6 ÷ 2 = 126이 된다.
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15. A=8C0+78C1+728C2+···+788C8 이라고 할 때, log4A÷?값은?

  1. 7
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 38%)
  • 우선 A를 전개해보면 (a+b)^8의 형태를 띄게 됩니다. 여기서 a=1, b=7입니다. 그리고 log4(A)를 계산하기 위해서는 A를 4의 거듭제곱 형태로 바꿔주어야 합니다.

    A = (1+7)^8 = 8C0 * 1^8 + 8C1 * 1^7 * 7^1 + 8C2 * 1^6 * 7^2 + ... + 8C8 * 7^8
    = 1 + 8*7 + 28*49 + ... + 7^8

    여기서 4의 거듭제곱 형태로 바꾸기 위해 4를 밑으로 하는 로그를 취해줍니다.

    log4(A) = log4(1 + 8*7 + 28*49 + ... + 7^8)
    = log4(1) + log4(1 + 8*7) + log4(1 + 28*49) + ... + log4(7^8)

    여기서 log4(1)은 0이므로 생략할 수 있습니다. 그리고 log4(1 + 8*7)은 2입니다. 이유는 1 + 8*7 = 57이고, 4^2 = 16 < 57 < 4^3 = 64 이므로, 1 + 8*7은 16^2보다 크고 4^3보다 작으므로, log4(1 + 8*7)은 2입니다.

    마찬가지로 log4(1 + 28*49)은 3입니다. 이유는 1 + 28*49 = 1373이고, 4^3 = 64 < 1373 < 4^4 = 256 이므로, log4(1 + 28*49)은 3입니다.

    이렇게 계산하면 log4(A)는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    log4(A) = 2 + 3 + 4 + ... + 9

    이 식을 계산하면 12가 됩니다. 따라서 log4(A)÷? 값은 log4(A)÷12 = 1이 됩니다. 따라서 정답은 12입니다.
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16. 이항분포 B (20, p)를 따르는 확률변수 X에 대하여 E(2X+1)=9 일 때, E(X2)의 값은?

  1. 94/5
  2. 96/5
  3. 98/5
  4. 20
(정답률: 42%)
  • 우선 E(2X+1)=9 이므로, E(2X)=8이다. 따라서 E(X)=4/p이다.

    또한, E(X2)=Var(X)+(E(X))2 이므로, Var(X)=E(X2)-(E(X))2 이다.

    B(20, p) 분포의 평균은 np=20p 이고, 분산은 np(1-p)=20p(1-p) 이다. 따라서 Var(X)=20p(1-p)/(p2)=20/p-20 이다.

    따라서 E(X2)=(20/p-20)+(4/p)2=96/5 이다. 따라서 정답은 "96/5"이다.
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17. 수열 {an}이 모든 자연수 n에 대하여 부등식 3n2-1≤nan≤3n2+2을 만족할 때, 의 값은?

  1. 1/2
  2. 1
  3. 3/2
  4. 2
(정답률: 50%)
  • 주어진 부등식을 이용하여 an의 대략적인 범위를 구해보자.

    3n2-1 ≤ nan ≤ 3n2+2

    3n2-1/n ≤ an ≤ 3n2+2/n

    3n-1/n3 ≤ an ≤ 3+2/n3

    n이 커질수록 3n-1/n3와 3+2/n3는 모두 0에 수렴하므로, an은 0에 수렴한다.

    따라서, 의 값은 0이다.

    정답은 "1/2"가 아닌 "2"인 이유는, 부등식의 우변이 3n2+2이므로, an의 상한이 3+2/n3이 되어야 한다. 이 값은 n이 커질수록 3에 가까워지므로, 최대값이 3이 되어야 한다. 따라서, "2"가 정답이다.
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18. 급수 의 값은?

  1. 11/2
  2. 6
  3. 13/2
  4. 7
(정답률: 42%)
  • 분수의 분자와 분모를 각각 더한 값이 급수의 값이 됩니다. 따라서 5/2 + 6/2 = 11/2 이므로 정답은 11/2 입니다.
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19. 다항함수 f(x)에 대하여 가 성립할 때, f(3)의 값은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 57%)
  • 주어진 식에 x=3을 대입하면 f(3) = 2(3)^2 - 3(3) + 6 = 18 - 9 + 6 = 15입니다. 따라서 정답은 "6"이 아닌 "15"입니다.
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20. 함수 f(x)=x2-2x-5에 대하여 의 값은?

  1. -4
  2. -3
  3. -2
  4. -1
(정답률: 48%)
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