극한 L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²)을(를) 구하세요. x의 단위는 라디안입니다.
f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.도함수보통
f(x) = ln(3x2 + 1)이라 합시다. f′(2)를 구하세요.
f(x) = ln(3x2 + 1)x = 2
f′(2) =
4.도함수어려움
x = 2에서 f(x) = 0.5x2 + 4x − 1의 접선은 y축과 y = b에서 만납니다. b를 구하세요.
f(x) = 0.5x2 + 4x − 1x = 2
b =
5.적분보통
I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx를 계산하세요.
f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.적분어려움
포물선 y = 9 − x²과 x축 사이 영역의 넓이 A를 구하세요.
y = 9 − x²
A =
7.복소수보통
z = −9 − j9의 편각 θ을(를) −180°와 180° 사이의 주값으로 도 단위로 구하시오.
z = −9 − j9
θ = °
8.복소수어려움
방정식 z² − 2z + 17 = 0은(는) 복소수 근 두 개를 가진다. 그 절댓값 |z|을(를) 구하시오.
p = −2q = 17
|z| =
9.미분방정식보통
y(0) = 2, y′(0) = 1일 때 y″ + 4y′ + 4y = 0을(를) 푸시오. y(0.5)을(를) 구하시오.
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(0.5) =
10.미분방정식어려움
x > 0에서 초기값 문제 y′ + 2y/x = x, y(1) = 5를 푸세요. y(2)을(를) 구하세요.
y′ + 2y/x = xy(1) = 5
y(2) =
11.행렬과 행렬식보통
주어진 행렬에 대해 C = AB라 합시다. 성분 c11(1행 1열)를 구하세요.
A = [−4 1; −3 −6]B = [5 4; 1 −2]
c11 =
12.행렬과 행렬식어려움
주어진 행렬 A의 더 큰 고윳값 λ를 구하세요.
A = [2 4; 5 1]
λ =
13.벡터: 내적과 외적보통
벡터 a = (6, 3, 3)와 b = (5, −6, 2) 사이의 각도 θ을(를) 도(°) 단위로 구하시오.
a = (6, 3, 3)b = (5, −6, 2)
θ = °
14.벡터: 내적과 외적어려움
a = (−5, −6, 1), b = (−6, 3, 5)일 때 외적 a × b의 x성분 (a × b)x을(를) 구하시오.
a = (−5, −6, 1)b = (−6, 3, 5)
(a × b)x =
15.확률보통
표의 분포에 대해 X의 분산 Var(X)을(를) 구하시오.
x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
Var(X) =
16.확률어려움
어떤 시험에 객관식 문제가 7개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.6로 맞힙니다. 정확히 2개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?
n = 7p = 0.6k = 2
P =
17.기술통계보통
자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 17, 55, 17, 26, 43, 11, 45.
n = 7
s =
18.기술통계어려움
시험 점수는 평균 60, 표준편차 8인 정규분포를 따릅니다. 70점의 z점수 z를 구하세요.
μ = 60σ = 8x = 70
z =
19.정규분포보통
표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.8836이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.
A = 0.8836
z =
20.정규분포어려움
1번 라인 제품의 질량 X와 2번 라인 제품의 질량 Y은(는) 독립이며 정규분포를 따릅니다. X는 평균 500 g, 표준편차 8 g이고 Y는 평균 490 g, 표준편차 6 g입니다. X가 Y보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.
μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
3용액
1.극한
답: L = 2
극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.
최고차항으로 나누기
(4 + (−6)/x + (−4)/x2)/(2 + 5/x + 6/x2)
x → ∞
L = 4/2 = 2
답
L = 2
차수가 같으면 극한은 최고차항 계수의 비입니다.
2.극한
답: L = 6.25
극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.
정적분: ∫ₐᵇ f(x) dx는 a부터 b까지 그래프와 x축 사이의 부호 있는 넓이입니다. 원시함수 F(F′ = f)를 구하고 F(b) − F(a)를 계산합니다. 거듭제곱 법칙: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). 두 곡선 사이의 넓이는 ∫(위 − 아래) dx입니다.
치환적분
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du
적분하고 대입하기
I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2.333
답
I = 2.333
6.적분
답: A = 36
정적분: ∫ₐᵇ f(x) dx는 a부터 b까지 그래프와 x축 사이의 부호 있는 넓이입니다. 원시함수 F(F′ = f)를 구하고 F(b) − F(a)를 계산합니다. 거듭제곱 법칙: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). 두 곡선 사이의 넓이는 ∫(위 − 아래) dx입니다.
영점
9 − x² = 0 → x = ±3
적분하기
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
답
A = 36
7.복소수
답: θ = −135 °
극형식: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ이며 r = |z|, θ = arg z입니다. 직각 형식으로 되돌리면 a = r cos θ, b = r sin θ입니다. 편각은 사분면을 따져야 합니다. θ = atan(b/a)는 a > 0일 때만 맞고, a < 0이면 180°를 더하거나 뺍니다. 극형식에서는 곱셈이 쉽습니다. 절댓값을 곱하고 편각을 더하며, 나눗셈은 절댓값을 나누고 편각을 뺍니다.
사분면
a = −9, b = −9 → III
기준각
α = atan(9/9) = 45°
편각
θ = −(180° − α) = −135°
답
θ = −135°
극형식으로 z = 12.73∠−135°.
8.복소수
답: |z| = 4.123
드무아브르와 거듭제곱근: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. 방정식 zⁿ = R∠φ는 정확히 n개의 근을 가지며, 모두 절댓값이 R1/n이고 편각은 k = 0, 1, …, n − 1에 대해 (φ + 360°·k)/n입니다. 근들은 원 위에 360°/n 간격으로 고르게 놓입니다. p² < 4q인 이차방정식 z² + pz + q = 0은 복소수 근 z = −p/2 ± j√(q − p²/4)를 가지며, 실수 계수 다항식의 복소수 근은 항상 켤레 쌍 a ± jb로 나타납니다.
판별식
p² − 4q = 4 − 68 = −64 < 0
근의 공식
z = (2 ± j√64)/2 = 1 + j4, 1 − j4
답
|z| = √(1² + 4²) = √17 = 4.123
답
|z| = 4.123
9.미분방정식
답: y(0.5) = 1.655
2계 선형 방정식: y″ + b·y′ + c·y = 0에서 y = ert를 시도하면 특성방정식 r² + b·r + c = 0을 얻습니다. 서로 다른 두 실근 r₁ ≠ r₂이면 y = A·er₁t + B·er₂t(과감쇠), 중근 r이면 y = (A + Bt)·ert(임계감쇠), 복소근 −α ± jω이면 y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt)(부족감쇠, 진동)입니다. 초기값 y(0)과 y′(0)이 A와 B를 정합니다. y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0으로 쓰면 ωn은 고유 진동수, ζ는 감쇠비이며, ζ < 1이면 진동합니다. 입력이 일정한 y″ + by′ + cy = c·K의 해는 정상값 K에 자유 응답을 더한 것입니다.
중근
(r + 2)² = 0 → r = −2
상수
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = 1 + 4 = 5
계산하기
y(0.5) = (2 + 5·0.5)·e−1 = 1.655
답
y(0.5) = 1.655
10.미분방정식
답: y(2) = 2.188
1계 미분방정식: dy/dt = k·y의 해는 y = y₀·ekt입니다(k > 0이면 성장, k < 0이면 감소). 반감기가 T이면 k = ln 2/T입니다. 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)의 해는 T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt입니다. 선형 방정식 y′ + p(x)·y = q(x)는 적분 인자 μ = e∫p dx로 풉니다: (μy)′ = μq이므로 μy = ∫μq dx + C.
적분 인자
μ = e∫2/x dx = x2
적분하기
(x2y)′ = x3 → x2y = 1x4/4 + C
초기 조건
5 = 1/4 + C → C = 4.75
계산하기
y(2) = (1·24/4 + 4.75)/22 = 2.188
답
y(2) = 2.188
11.행렬과 행렬식
답: c11 = −19
행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.
행 × 열
c11 = (−4)·5 + 1·1 = −19
답
c11 = −19
12.행렬과 행렬식
답: λ = 6
행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.
특성방정식
λ² − (3)λ + (−18) = 0
풀기
λ = (3 ± √(81))/2 → λ = −3, 6
λ = 6
답
λ = 6
13.벡터: 내적과 외적
답: θ = 72.31 °
Dot product:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.
내적
a·b = 6·5 + 3·(−6) + 3·2 = 18
크기들
|a| = √(6² + 3² + 3²) = 7.348
|b| = √(5² + (−6)² + 2²) = 8.062
위상각
cos θ = 18/(7.348·8.062) = 0.3038
θ = arccos(0.3038) = 72.31°
답
θ = 72.31°
14.벡터: 내적과 외적
답: (a × b)x = −33
Cross product:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.
성분별로 구하는 외적
(a × b)x = aybz − azby = (−6)·5 − 1·3 = −33
(a × b)y = azbx − axbz = 1·(−6) − (−5)·5 = 19
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·3 − (−6)·(−6) = −51
요청된 성분
(a × b)x = −33
답
(a × b)x = −33
확인: a × b는 두 벡터에 모두 수직이므로, a 및 b와의 내적이 0입니다.
15.확률
답: Var(X) = 0.6475
이산 확률변수: 확률분포는 변수가 가질 수 있는 모든 값 x와 그 확률 p(x)를 나열합니다. 확률은 0과 1 사이이며 합이 1입니다. 기댓값(평균)은 E(X) = Σx·p(x)로, 장기적인 평균입니다. 분산은 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²이고, 표준편차는 σ = √Var(X)입니다. 일차 변환 Y = aX + b에서는 E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X), σY = |a|·σX입니다. 상수를 더해도 퍼짐은 변하지 않습니다.
평균
μ = 0·0.3 + 1·0.35 + 2·0.35 = 1.05
제곱의 평균
E(X²) = 0·0.3 + 1·0.35 + 4·0.35 = 1.75
분산
Var(X) = 1.75 − 1.05² = 0.6475
답
Var(X) = 0.6475
16.확률
답: P = 0.07741
확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.
기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.
표준화하기
z = (70 − 60)/8 = 1.25
답
z = 1.25
19.정규분포
답: z = 1.57
넓이에서 z로 되돌아가기: Φ(z)는 z의 왼쪽 넓이입니다. 왼쪽 꼬리 넓이 A이면 표에서 Φ(z) = A인 z를 찾습니다. 오른쪽 꼬리 넓이 A이면 Φ(z) = 1 − A입니다. −z와 z 사이의 가운데 넓이 A이면 양쪽 꼬리에 (1 − A)/2씩 남으므로 Φ(z) = (1 + A)/2입니다. 값 x에는 x = μ + zσ를 쓰세요.
z의 왼쪽 넓이
Φ(z) = (1 + 0.8836)/2 = 0.9418
z-표를 거꾸로 읽기
표 안에서 0.9418을 찾아 z를 읽으세요.
z = 1.57
답
z = 1.57
20.정규분포
답: P = 0.8413
정규 변수의 합과 차: X와 Y가 독립이고 정규분포를 따르면 X + Y와 X − Y도 정규분포를 따릅니다. 평균은 더하거나 뺍니다: E(X ± Y) = μX ± μY. 분산은 차일 때도 항상 더합니다: Var(X ± Y) = σX² + σY²이므로 σ = √(σX² + σY²)입니다. 표준편차를 직접 더해서는 안 됩니다. 같은 분포를 따르는 독립인 n개 항목의 합은 평균 n·μ, 표준편차 σ·√n입니다. 그다음 평소처럼 표준화하여 z = (x − 평균)/σ를 구하고 Φ(z)를 읽습니다.