지구과학 II

샘플 아티클

수능  |  평가원  |  2026학년도  |  지구과학

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SYNC 과학탐구 컨텐츠팀

고급 수식 예시입니다. 먼저, 무한급수와 극한을 함께 써 보겠습니다.
\[ \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2} = \lim_{N \to \infty} \sum_{n=1}^{N} \frac{1}{n^2} = \frac{\pi^2}{6} \] 

다음은 다중적분과 그라디언트의 예시입니다. 

\[ \iiint_{\Omega} \left( \nabla \cdot \vec{F}(x,y,z) \right) \, dV = \iint_{\partial\Omega} \vec{F} \cdot \vec{n} \, dS \] 

선형대수 예시로, 고유값 문제를 적어 보겠습니다. 

\[ A\vec{v} = \lambda \vec{v}, \quad A = \begin{pmatrix} 2 & 1 & 0 \\ 1 & 2 & 1 \\ 0 & 1 & 2 \end{pmatrix} \] 

인라인 예시로는 이렇게도 쓸 수 있습니다: 
\( f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) – f(x)}{h} \) 와 같이 문장 속에 미분 계수를 넣을 수 있습니다.

정답률 3%를 만든 결정적 설계, 

‘고1 함수론’의 재발견

문항 해부: 30번은 ‘미분 문제’가 아니었다

수험생들을 혼란에 빠뜨린 결정적인 조건 (가)를 봅시다.

(가) \(|x| \le 1$일 때, $4 \times \{f^{-1}(x)\}^2 = x^2(x^2-5)^2\)

[1단계: 학생들의 패착 – ‘미분의 늪’]
대다수 수험생은 이 식을 보자마자 ‘합성함수 미분’이나 ‘음함수 미분’을 시도했습니다. 정적분으로 정의된 함수와 역함수가 섞여 있으니, 당연히 도함수(\(f’\))를 구해야 한다고 판단한 것입니다. 하지만 이 길을 택하는 순간, 식은 걷잡을 수 없이 복잡해지며 계산의 늪에 빠지게 됩니다.

[2단계: 출제자의 의도 – ‘대수적 관찰’]
평가원이 요구한 첫 단추는 미분이 아니라 ‘제곱근 풀이’였습니다. 위 식은 복잡해 보이지만, 본질적으로는 \(A^2 = B^2\) 꼴입니다. 즉, 양변에 루트를 씌워 식을 정리하는 것이 우선이었습니다.

\(f^{-1}(x) = \pm \frac{1}{2}x(x^2-5)\)

여기서 핵심 질문이 던져집니다. “주어진 구간에서 플러스(+)를 택할 것인가, 마이너스(-)를 택할 것인가?

[3단계: 결정적 논리 – ‘고1 함수론’]
이 부호 결정의 근거는 미적분 책에 없습니다. 문제의 첫 문장, 실수 전체에서 증가하는 연속함수 \(f(x)\)에 숨어 있었습니다.

이 조건은 다음 두 가지의 [고1 수학(하)] 개념을 통해 해석되어야 합니다.

  1. 역함수의 존재성: \(f\)가 존재하려면 일대일 대응이어야 한다.
  2. 증가함수의 성질: 원함수 \(f\)가 증가하면, 그 역함수 \(f^{-1}\) 또한 반드시 증가해야 한다.

우변의 함수 \(y = \frac{1}{2}x(x^2-5)\)는 증가와 감소를 반복하는 3차함수 개형입니다. 이 그래프가 ‘실수 전체에서 증가’하도록 만들기 위해서는, 구간별로 부호를 적절히 선택하여 그래프를 ‘꺾어 올리는’ 조작이 필요합니다.

결국 이 문제는 미적분 킬러의 외피를 쓰고 있었지만, 그 알맹이는 “주어진 그래프 조각을 논리에 맞게 조립하여 증가함수를 만들 수 있는가?”를 묻는, 철저한 함수 개형 추론 문제였습니다.

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