| (2024학년도) 2023년 9월 모의평가 고3 수학 5번 풀이 해설 [이해용/실전용] | |
| 문제의 분류 | 수학Ⅰ · 수열 / 등비수열 |
| 난이도 | 중하 |
이 문제는 등비수열의 일반항을 이용하여 주어진 조건을 첫째항과 공비에 대한 식으로 바꾸어 푸는 방법으로 풀이합니다.
구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.
step1. 첫 번째 조건식을 첫째항 와 공비 로 나타내어 간단히 정리합니다.
step2. 두 번째 조건식에 step1의 결과를 대입하여 공비의 제곱()을 구합니다.
step3. 구한 값들을 이용하여 의 값을 계산합니다.
- 등비수열의 일반항 : 첫째항이 , 공비가 인 등비수열의 제항은 입니다.
step1. 첫 번째 조건식 정리하기
등비수열의 첫째항을 , 공비를 이라고 하면 일반항은 이에요.
모든 항이 양수라고 했으므로 , 입니다.
첫 번째 조건식 에 일반항 공식을 대입해보자고요.
, , 이므로,
이 됩니다.
은 다름 아닌 제5항 를 의미합니다.
따라서 라는 것을 알 수 있어요.
step2. 두 번째 조건식에서 공비 구하기
두 번째 조건식은 이에요.
step1에서 임을 구했으므로, 이를 대입하면
, 즉 가 됩니다.
이제 와 의 관계를 생각해보죠.
이므로, 에서 가 됩니다.
여기서 라고 구해도 되지만, 우리가 구해야 할 항의 차수를 보면 굳이 무리수로 만들지 않고 인 상태로 두는 것이 계산에 훨씬 유리해요.
step3. 의 값 계산하기
우리가 구해야 하는 값은 이에요.
을 우리가 알고 있는 와 을 이용하여 표현해볼게요.
입니다.
여기에 와 를 대입하면,
이 됩니다.
따라서 정답은 96입니다.
step1. 첫 번째 조건식 정리하기
--- 이므로
step2. 두 번째 조건식에서 공비 구하기
--- 이므로
step3. 의 값 계산하기
등비수열의 항들을 와 로 표현한 후, 식을 어떻게 간단히 해야 할지 몰라 계산이 복잡해질 수 있습니다.
와 의 관계에서 을 구한 후, 을 무리수로 구해서 대입하려다 계산 실수를 할 수 있습니다.
등비수열의 일반항 을 이용하여 주어진 식을 와 에 대한 식으로 나타내어 약분합니다.
을 직접 구하지 않고 의 값을 그대로 이용하여 을 구하면 계산이 훨씬 간결해집니다.
팁: 구하고자 하는 항의 차수를 미리 확인하여 필요한 덩어리(예: ) 단위로 대입하는 습관을 들이면 좋습니다.