(Tentative) 수포자 없는 9학년 (중3) 수학 완성
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○ 목표
9학년 수학이 요구하는 교수학습목표에 세계에서 가장 쉽고/빠르고/정확하게 도달하여 우리나라 중학교 3학년 학생 누구나 수학에 대한 자신감을 갖게 한다. 그 방법으로 Math & Coding을 모바일 클라우드 컴퓨팅 기술을 적용하여, 교수학습목표가 요구하는 모든 기본 문제를 해결하는 Python 기반의 Sage 코드 및 해설/답안/Comment 을 담은 콘텐츠를 제작한다.
○ 참여자
- 이상구 교수 (성균관대, 수학과)
- 유주연 박사 (성균관대, 기초과학연구소)
- 이재화 박사 (성균관대, 에너지환경융합 KIURI 연구단)
○ 연구보조원 명단 (성균관대)
- 김수민 학부생(인공지능융합전공, 20학번)
- 김수호 학부생(수학, 19학번)
- 김보민 학부생(컴퓨터교육, 20학번)
○ 사사
- 한국연구재단 혁신성장 선도 고급연구인재 육성사업, (No.2020M3H1A1077095).
- 한국연구재단 이공분야기초연구사업(기본연구), (No. 2021R1F1A1046714).
- 성균관대학교 2021학년도 AI융합연구과제, (No. S-2021-2372-000-01).
○ 실습실
9학년(중3) 수학 http://matrix.skku.ac.kr/9th-Grade/
10학년(고1) 수학 http://matrix.skku.ac.kr/10th-Grade/
11학년(고2) 수학 1 http://matrix.skku.ac.kr/11th-Grade-1/
11학년(고2) 수학 2 http://matrix.skku.ac.kr/11th-Grade-2/
12학년(고3) 미적분 http://matrix.skku.ac.kr/12th-Grade-1/
12학년(고3) 확률통계 http://matrix.skku.ac.kr/12th-Grade-2/
* http://matrix.skku.ac.kr/math4ai-intro/W7/
* http://matrix.skku.ac.kr/math4ai-intro/W1/
* http://matrix.skku.ac.kr/cal-book/part1/part1.html
* 미적분학 교재 http://matrix.skku.ac.kr/cal-book1/
문제풀이 http://matrix.skku.ac.kr/cal-book/
* picewise 함수 :
http://matrix.skku.ac.kr/cal-book/part1/CS-Sec-2-2-Sol.html
* 양방향 그래프 그리기 (Grapher) :
http://matrix.skku.ac.kr/cal-lab/sage-grapher.html
* 매개변수 함수 (Parametric Equation) Grapher :
http://matrix.skku.ac.kr/cal-lab/sage-grapher-para.html
* 극좌표 함수 (Sage-Calculus-Polar Equation) Grapher
http://matrix.skku.ac.kr/cal-lab/sage-grapher-polar.html
* 음함수 (Implicit Function) Grapher
http://matrix.skku.ac.kr/cal-lab/sage-grapher-imp.html
* 실습실: http://matrix.skku.ac.kr/KOFAC/
중학 3
1.
일 때,
을 간단히 하여라.
[답안]
이면
이므로
[동영상] https://youtu.be/47XpQPO70LU
■ Answer 조건에 맞게
를 간단히 하면
이다.
2.
의 음의 제곱근을 구하여라.
[답안] 81의 음의 제곱근은 -9
[동영상] https://youtu.be/OZnOYtGIbMo
■ Answer.
의 음의 제곱근은 –9이다.
3.
이 자연수가 되도록 하는 가장 작은 자연수
의 값을 구하여라.
[답안]
이 자연수가 되려면
꼴이어야 한다. 따라서 가장 작은 자연수
은
이다.
[동영상] https://youtu.be/nQ6Oa4AVGac
■ Answer.
가 되도록 하려면 가장 작은 자연수
은
이다.
4.
의 값을 구하여라.
[답안]
[동영상] https://youtu.be/47XpQPO70LU
■ Answer.
를 계산하면 그 값은 –1이다.
5. 다음 중 두 수
와
사이에 있는 정수를 구하여라.
[답안]
= 1.4142135623730951,
= 2.23606797749979 이므로 2가
와
사이에 있다.
[동영상] https://youtu.be/zpmjt-0BMVs
■ Answer. sqrt(2)의 정수부는 1, sqrt(5)의 정수부는 2이므로 그 사이에 정수 2가 존재한다.
6. 다음 값을 구하여라.
①
②
③
④
⑤
[답안] ①
②
③
④
⑤
[동영상] https://youtu.be/zqUhDyPa0dw
■ Answer. 근호 안과 밖에 마이너스 부호가 있는 것에 주의하여 계산하여야 한다.
7. 다음 □안에 들어갈 값을 구하여라.
[답안] 7의 제곱근은
이고, 제곱근
는
이다.
[동영상] https://youtu.be/OZnOYtGIbMo
■ Answer. 7의 제곱근은
이고, 제곱근
는
이다.
8. 부등식
를 만족시키는 자연수
의 개수는?
[답안]
이므로
따라서 자연수
의 값은
,
,
,
,
,
,
,
의
개다.
[참고] https://ehclub.co.kr/2058
[동영상] https://youtu.be/CQeTb0xpadU
■ Answer.
이므로
를 만족하는 자연수는 8개이다.
9. 다음 중
를 인수분해 하여라.
[답안]
[동영상] https://youtu.be/6pQVhPBrfbw
■ Answer. 공통인수 (a + b)로 먼저 묶는다.
10. 두 식
과
의 공통인 인수는 무엇인가?
[답안]
이므로
이 공통 인수이다.
[동영상] https://youtu.be/S1DO792UPiQ
■ Answer. 두 식을 인수분해 하면 공통인수는 (x-3)이다.
11.
에서
의 값을 차례대로 구하여라. (단,
는 정수)
[답안]
[참고] https://bhsmath.tistory.com/237
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer. 정수인
는
이다.
12.
일 때,
를 간단히 하시오.
[답안]
이므로
이다.
[동영상] https://youtu.be/sa5N3WoijKw
■ Answer.
이므로
이다.
13.
일 때, 상수
,
의 값을 차례대로 구하시오.
[답안]
이므로
,
∴
,
[참고] https://j1w2k3.tistory.com/1475
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer.
인
와
를 구하면
,
이다.
14.
,
일 때,
의 값을 구하여라.
[답안]
[동영상] https://youtu.be/1Od9UlajQ18
■ Answer.
이므로 각 식의 값을 대입하여 계산하면 41이다.
15.
의 전개식에서
의 계수를 구하여라.
[답안]
따라서
의 계수는 4이다.
[동영상] https://youtu.be/SDEv8UnCH4o
■ Answer.
를 전개하면
의 계수는
이다.
16.
의 전개식에서
의 계수가
일 때, 상수항은 얼마인가? (단,
는 상수)
[답안]
에서
의 계수가
이므로
∴
따라서 상수항은
[참고] https://bhsmath.tistory.com/237
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer.
를 전개하여
의 계수를 통하여
값을 구하면
이고, 상수항은
를 구할 수 있다.
17.
를 전개하여라.
[답안]
[동영상] https://youtu.be/Y08rDVSOBpU
■ Answer.
의 식을 앞부터 차례로 전개하면
가 된다.
18.
일 때,
의 값을 구하시오.
[답안]
이므로
의 양변을
로 나누면
∴
∴
[동영상] https://youtu.be/1Od9UlajQ18
■ Answer.
의 양변을
로 나누어
을 구하고
를 이용하면
이다.
19. 이차방정식
을
꼴로 나타내어라.
[답안]
에서
[참고] https://bhsmath.tistory.com/237
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer.
를 전개하여 우변의 6을 좌변으로 이항하면
이 된다.
20. 이차방정식
의 근이
일 때, 상수
에 대하여 각각 구하여라.
[답안]
에서
,
[참고] https://bhsmath.tistory.com/237
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer.
의 근이
이므로 두 근으로 이차방정식을 만들면
이고 이것을 전개하면
을 얻을 수 있으므로
,
이다.
21. 이차방정식
의 해가
일 때,
의 값을 각각 구하여라. (단
는 상수)
[답변]
,
[동영상] https://youtu.be/qSJqALuM6w4
■ Answer. 인수분해가 되지 않으면 근의 공식을 활용하자.
22.
과
을 두 근으로 하는 이차방정식을
이라 할 때, 상수
,
의 값을 각각 구하시오.
[답안]
,
[참고] https://bhsmath.tistory.com/237
[동영상] https://youtu.be/hytCV63zces
■ Answer.
과
을 두 근으로 하는 이차방정식
을 구하여 전개하여 계수를 비교하면
,
이다.
23. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/7qIPs2WO3kI
■ Answer.
가 양수이므로 이차함수
의 그래프는 아래로 볼록이다.
의 절댓값이 커질수록 그래프는
축에 가까워진다.
24. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/7qIPs2WO3kI
■ Answer.
가 양수이므로 이차함수
의 그래프는 아래로 볼록이다.
의 절댓값이 커질수록 그래프는
축에 가까워진다.
25. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/7qIPs2WO3kI
■ Answer.
가 음수이므로 이차함수
의 그래프는 위로 볼록이다.
의 절댓값이 커질수록 그래프는
축에 가까워진다.
26. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/7qIPs2WO3kI
■ Answer.
가 음수이므로 이차함수
의 그래프는 위로 볼록이다.
의 절댓값이 커질수록 그래프는
축에 가까워진다.
27. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/delzyKxn2CM
■ Answer.
가 양수이므로 그래프는 아래로 볼록이다. 그리고 b의 부호에 따라 포물선의 꼭지점이 움직인다. b의 값이 양수이면 포물선의 꼭지점은 위로 움직이고 b의 값이 음수이면 포물선의 꼭지점은 아래쪽으로 움직인다.
28. 이차함수
인 그래프를 그리시오.
[동영상] https://youtu.be/delzyKxn2CM
■ Answer.
가 음수이므로 그래프는 위로 볼록이다. 그리고 b의 부호에 따라 포물선의 꼭지점이 움직인다. b의 값이 양수이면 포물선의 꼭지점은 위로 움직이고 b의 값이 음수이면 포물선의 꼭지점은 아래쪽으로 움직인다.
29. 이차함수
의 그래프가 지나지 않는 사분면은 어디인가?
[답안]
의 그래프는 그림과 같으므로 그래프가 지나지 않는 사분면은 제
사분면과 제
사분면이다.
[동영상] https://youtu.be/GrTeDiwfJDY
■ Answer. 함수의 그래프는 위와 같이 제 1사분면과 제 2사분면을 지나지 않는다.
30. 이차함수
의 그래프를
축의 방향으로
만큼,
축의 방향으로
만큼 평행이동한 그래프의 꼭짓점의 좌표가
일 때,
와
의 값을 구하시오.
[답안] 평행이동한 그래프의 식은
이 그래프의 꼭짓점의 좌표는
이므로
,
,
[동영상] https://youtu.be/IQ2K0D6TRPA
■ Answer. 이차함수
의 꼭짓점은
이므로 이를
축의 방향으로
만큼,
축의 방향으로
만큼 평행이동하면
가 된다. 따라서
,
31. 이차함수
의 그래프의 꼭짓점의 좌표가
이고
)을 지날 때 이 이차함수를 구하여라.
[답안] 꼭짓점의 좌표가
이므로
,
따라서
의 그래프가 점
을 지나므로
,
[동영상] https://youtu.be/IQ2K0D6TRPA
■ Answer. 이차함수의 꼭짓점의 좌표가
이므로
에서
의 값을 구할 수 있고, 나머지
의 값을 구하기 위하여
)을 지난다는 조건을 이용하면
이다. 그러므로 구하는 이차함수는
이다.
32. 이차함수
의 그래프가
축과 서로 다른 두 점에서 만나도록 하는 상수
의 값의 범위를 구하여라.
[답안]
의 그래프가
축과 서로 다른 두 점에서 만나려면 오른쪽 그림과 같이 꼭짓점
이 제
사분면 위에 있어야 하므로
[동영상] https://youtu.be/nJd4xVzHqIA
■ Answer. 슬라이더를 활용하여
값을 움직여보면 어떤
값에서 중근을 갖는지 알 수 있다.
의 계수가 음수이므로 포물선은 아래로 오목하고
일때, 이차함수가
축에서 두점에서 만나게 됨을 알 수 있다.
33. 이차함수
의 그래프가 오른쪽 그림과 같을 때, 상수
,
를 구하여라.
[동영상] https://youtu.be/r2jdq9RJmjQ
■ Answer. 함수
는
일 때 x축과 만나게 되므로
,
을 만족한다. 따라서
,
이다.
34. 밑변의 길이가 7cm, 높이가 8cm인 삼각형이 있다. 이 삼각형의 밑변의 길이를
만큼 늘리고 높이를
만큼 줄여서 만든 삼각형의 넓이를 구하는 방정식을 세우고 삼각형의 최대 넓이를 구하여라.
[답안] (삼각형의 넓이)
이다. 축의 방정식
을 대입하여 계산하면 최댓값은
이다.
[동영상] https://youtu.be/iNmgDEvOR6M
■ Answer. 삼각형의 넓이를 미지수
를 이용하여 써보면, 이차함수
가 된다. 따라서 완전제곱식을 이용하여 정리하면 포물선의 꼭지점에서 최댓값 28.125를 갖게 된다.
35.
를 만족시키는
의 크기를 구하여라.
단,
[답안]
에서
이므로
.
[동영상] https://youtu.be/dnux_a5epXQ
■ Answer.
에서
(rad) 이므로 육십분법으로 바꾸면
가 된다. 따라서
를 만족하는
범위의
는
이다.
36. 원
에서
이고,
이다. 이 때 원
의 반지름의 길이는 얼마인가?
[답안] 직각 삼각형
에서 피타고라스 정리에 의해
원의 반지름을
이라 할 때,
직각삼각형
에서 피타고라스 정리에 의해
,
,
[동영상] https://youtu.be/LsqxvdEQeyE
■ Answer.
을 만족하는
은
이다.
37. 다음 자료들의 각 변량에 대한 평균과 편차를 구하시오.
8, 10, 14, 6, 9, 7
[답안] 평균 = (8 + 10 + 14 + 6 + 9 + 7)/6 = 9이고, 편차는 각 값에서 평균을 뺀 8-9, 10-9, 14-9, 6-9, 9-9, 7-9 이다.
[동영상] https://youtu.be/d9dQSIGsDfc
■ Answer. 변량을 통해 평균을 구할 수 있고, 각 변량에 대한 편차를 구할 수 있다.
38. 다음은 6개의 자료를 작은 값에서부터 크기순으로 나열한 것이다. 이 자료의 중앙값이 7일 때,
의 값은 얼마인가?
[답안]
,
이다.
[동영상] https://youtu.be/jkmWcG1aX9o
■ Answer. 중앙값을 통하여 가운데 있는 변량을 구할 수 있다.
39. 5개의 변량 1, 4, 1,
, 6의 평균이 3일 때 분산을 구하여라.
[답안] 평균이 3 이므로
이므로
.
이다.
따라서 분산은
이다.
[동영상] https://youtu.be/02DNe-Mxuo4
■ Answer. 평균이
이므로
이고, 분산을 구하면
이다.
40. 아래의 자료를 좌표평면 위에 그리고 상관관계를 말하여라.
[동영상] https://youtu.be/gkmg7tvUxIw
[R 코드]
■ Answer. 산점도에 따르면, x값이 커짐에 따라 y값도 커지는 경향을 보이므로 양의 상관관계를 가진다.
[출처] 본 콘텐츠에 제시된 문제들은 아래에서 선별하거나 변형하여 사용하였습니다.
미래엔 3-2, 교사용 모의 고사 문제,
http://kimsu.kr/bbs/board.php?bo_table=THA&wr_id=26504
https://m.cafe.daum.net/math114 https://m.cafe.naver.com/ca-fe/cdcmathematics,
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*This research was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government(MSIT) (No. 2021R1F1A1046714)
and by Korea Initiative for fostering University of Research and Innovation Program of the National Research Foundation (NRF) funded by the Korean government (MSIT) (No.2020M3H1A1077095).