2025학년도 대학수학능력시험 수학 기출문제 홀수형의 문제와 풀이를 정리한 자료입니다. 오류가 있는 풀이나 문제는 아래의 기출문제 파일과 EBS 해설을 참고해 주세요.
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2021 수능 수학 나형 기출문제 풀이 해설
5지선다형
1. $3^0\times8^{\frac23}$의 값은? [2점]
① $1$ ② $2$ ③ $3$ ④ $4$ ⑤ $5$
풀이
지수법칙 $a^0=1$을 적용하고 $8=2^3$으로 나타낸다.
$\begin{aligned}3^0\times8^{\frac23}&=1\times(2^3)^{\frac23}\\&=2^{3\times\frac23}\\&=2^2=4\end{aligned}$
정답: ④ $4$
2. 첫째항이 $\dfrac18$인 등비수열 $\{a_n\}$에 대하여 $\dfrac{a_3}{a_2}=2$일 때, $a_5$의 값은? [2점]
① $\dfrac14$ ② $\dfrac12$ ③ $1$ ④ $2$ ⑤ $4$
풀이
등비수열의 공비를 $r$이라 하면 $\dfrac{a_3}{a_2}=r=2$이다.
$\begin{aligned}a_n&=a_1r^{n-1}=\dfrac18\times2^{n-1}\\a_5&=\dfrac18\times2^4=2\end{aligned}$
정답: ④ $2$
3. $\displaystyle\lim\limits_{x\to2}\dfrac{x^2+2x-8}{x-2}$의 값은? [2점]
① $2$ ② $4$ ③ $6$ ④ $8$ ⑤ $10$
풀이
분자를 인수분해하여 $x-2$를 약분한다.
$\begin{aligned}\displaystyle\lim\limits_{x\to2}\dfrac{x^2+2x-8}{x-2}&=\displaystyle\lim\limits_{x\to2}\dfrac{(x-2)(x+4)}{x-2}\\&=\displaystyle\lim\limits_{x\to2}(x+4)=6\end{aligned}$
정답: ③ $6$
4. 함수 $f(x)=4\cos x+3$의 최댓값은? [3점]
① $6$ ② $7$ ③ $8$ ④ $9$ ⑤ $10$
풀이
$-1\le\cos x\le1$이므로
$-4\le4\cos x\le4,\qquad -1\le4\cos x+3\le7$이다.
$\cos x=1$일 때 최댓값 $7$을 갖는다.
정답: ② $7$
5. 두 사건 $A$와 $B$는 서로 독립이고
$P(A\mid B)=P(B),\qquad P(A\cap B)=\dfrac19$
일 때, $P(A)$의 값은? [3점]
① $\dfrac7{18}$ ② $\dfrac13$ ③ $\dfrac5{18}$ ④ $\dfrac29$ ⑤ $\dfrac16$
풀이
$A,B$가 독립이므로 $P(A\mid B)=P(A)$이고, $P(A\cap B)=P(A)P(B)$이다.
$P(A\mid B)=P(B)$이므로 $P(A)=P(B)$이다.
$P(A)^2=P(A)P(B)=\dfrac19$이므로 확률은 음이 아니어서 $P(A)=\dfrac13$이다.
정답: ② $\dfrac13$
6. 함수 $f(x)=x^4+3x-2$에 대하여 $f'(2)$의 값은? [3점]
① $35$ ② $37$ ③ $39$ ④ $41$ ⑤ $43$
풀이
$f'(x)=4x^3+3$이므로 $f'(2)=4\times2^3+3=35$이다.
정답: ① $35$
7. 부등식 $\left(\dfrac19\right)^x<3^{21-4x}$을 만족시키는 자연수 $x$의 개수는? [3점]
① $6$ ② $7$ ③ $8$ ④ $9$ ⑤ $10$
풀이
$\left(\dfrac19\right)^x=3^{-2x}$이고 밑 $3>1$이므로 지수끼리 비교한다.
$\begin{aligned}-2x&<21-4x\\2x&<21\\x&<\dfrac{21}{2}\end{aligned}$
가능한 자연수는 $1,2,\ldots,10$이므로 모두 $10$개이다.
정답: ⑤ $10$
8. 한 개의 주사위를 세 번 던져서 나오는 눈의 수를 차례로 $a$, $b$, $c$라 할 때, $a\times b\times c=4$일 확률은? [3점]
① $\dfrac1{54}$ ② $\dfrac1{36}$ ③ $\dfrac1{27}$ ④ $\dfrac5{108}$ ⑤ $\dfrac1{18}$
풀이
세 눈의 곱이 $4$인 경우는 $(1,1,4)$ 또는 $(1,2,2)$를 순서대로 배열하는 경우뿐이다.
각 경우의 배열 수는 $\dfrac{3!}{2!}=3$가지이므로 유리한 경우는 $3+3=6$가지이다.
세 번 던지는 전체 경우의 수는 $6^3=216$가지이므로 $P=\dfrac6{216}=\dfrac1{36}$이다.
정답: ② $\dfrac1{36}$
9. 곡선 $y=x^3-3x^2+2x+2$ 위의 점 $A(0,2)$에서의 접선과 수직이고 점 $A$를 지나는 직선의 $x$절편은? [3점]
① $4$ ② $6$ ③ $8$ ④ $10$ ⑤ $12$
풀이
곡선의 도함수는 $y'=3x^2-6x+2$이고 $A(0,2)$에서의 접선의 기울기는 $2$이다.
수직인 직선의 기울기는 $-\dfrac12$이므로 점 $A$를 지나는 직선은
$y-2=-\dfrac12(x-0)$, 즉 $y=-\dfrac12x+2$이다.
$x$절편에서 $y=0$이므로 $0=-\dfrac12x+2$에서 $x=4$이다.
정답: ① $4$
10. 두 수열 $\{a_n\}$, $\{b_n\}$에 대하여 $\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5a_k=8$, $\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5b_k=9$일 때, $\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5(2a_k-b_k+4)$의 값은? [3점]
① $19$ ② $21$ ③ $23$ ④ $25$ ⑤ $27$
풀이
시그마의 선형성을 이용하면
$\begin{aligned}\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5(2a_k-b_k+4)&=2\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5a_k-\displaystyle\sum\limits_{k=1}^5b_k+\displaystyle\sum\limits_{k=1}^54\\&=2\times8-9+4\times5=27\end{aligned}$
정답: ⑤ $27$
11. 정규분포 $N(20,5^2)$을 따르는 모집단에서 크기가 $16$인 표본을 임의추출하여 구한 표본평균을 $\overline X$라 할 때, $E(\overline X)+\sigma(\overline X)$의 값은? [3점]
① $\dfrac{91}{4}$ ② $\dfrac{89}{4}$ ③ $\dfrac{87}{4}$ ④ $\dfrac{85}{4}$ ⑤ $\dfrac{83}{4}$
풀이
표본평균의 평균은 모집단의 평균이고 표준편차는 모표준편차를 $\sqrt{16}$으로 나눈 값이다.
$E(\overline X)=20,\qquad\sigma(\overline X)=\dfrac5{\sqrt{16}}=\dfrac54$
$E(\overline X)+\sigma(\overline X)=20+\dfrac54=\dfrac{85}{4}$
정답: ④ $\dfrac{85}{4}$
12. 수열 $\{a_n\}$은 $a_1=1$이고, 모든 자연수 $n$에 대하여 $\displaystyle\sum\limits_{k=1}^{n}(a_k-a_{k+1})=-n^2+n$을 만족시킨다. $a_{11}$의 값은? [3점]
① $88$ ② $91$ ③ $94$ ④ $97$ ⑤ $100$
풀이
합을 전개하면 중간항이 소거되는 망원합이다.
$\begin{aligned}\displaystyle\sum\limits_{k=1}^{n}(a_k-a_{k+1})&=(a_1-a_2)+\cdots+(a_n-a_{n+1})\\&=a_1-a_{n+1}=1-a_{n+1}\end{aligned}$
$1-a_{n+1}=-n^2+n$이므로 $a_{n+1}=n^2-n+1$이다.
$a_{11}=10^2-10+1=91$이다.
정답: ② $91$
13. 집합 $X=\{1,2,3,4\}$에 대하여 다음 조건을 만족시키는 함수 $f:X\to X$의 개수는? [3점]
$f(2) \le f(3) \le f(4)$
① $64$ ② $68$ ③ $72$ ④ $76$ ⑤ $80$
풀이
$f(1)$은 $1,2,3,4$의 $4$가지 중 자유롭게 고를 수 있다.
$f(2)\le f(3)\le f(4)$를 만족하는 세 함수값은 $4$가지 수에서 중복을 허용하여 $3$개를 고른 뒤 크기순으로 배열하는 것과 같다.
이 경우의 수는 중복조합 ${}_4H_3={}_6C_3=\dfrac{6\times5\times4}{3\times2\times1}=20$이다.
따라서 전체 함수의 개수는 $4\times20=80$이다.
정답: ⑤ $80$
14. 수직선 위를 움직이는 점 P의 시각 $t$ ($t\ge0$)에서의 속도 $v(t)$가 $v(t)=2t-6$이다. 점 P가 시각 $t=3$에서 $t=k$ ($k>3$)까지 움직인 거리가 $25$일 때, 상수 $k$의 값은? [4점]
① $6$ ② $7$ ③ $8$ ④ $9$ ⑤ $10$
풀이
$t\ge3$에서 $v(t)=2t-6\ge0$이므로 이동거리는 속도의 정적분과 같다.
$\begin{aligned}\displaystyle\int\nolimits_3^k|2t-6|\,dt&=\displaystyle\int\nolimits_3^k(2t-6)\,dt\\&=[t^2-6t]_3^k\\&=(k-3)^2=25\end{aligned}$
$k>3$이므로 $k-3=5$, 따라서 $k=8$이다.
정답: ③ $8$