대수지수와 로그수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

종이 접기 최대 횟수

문제

가로의 길이와 세로의 길이의 비율이 2:12 : 1인 직사각형 모양의 종이를 한 번 접어 완전히 포개어지도록 한다. 이와 같이 가로, 세로 순으로 번갈아 가며 접을 때, 종이의 가로의 길이를 W(mm)W ( mm ), 두께를 t(mm)t ( mm ), 접을 수 있는 최대 횟수를 nn(회)라 하면 다음과 같은 관계식을 갖는다. W=πt×232(n1)\displaystyle W = \pi t \times 2 ^{\frac{3}{2} \left( n - 1 \right)} 가로의 길이와 세로의 길이의 비율이 2:12 : 1인 직사각형 모양의 넓이가 1016(mm2)10 ^{16} \left( mm ^{2} \right)이고 두께가 1(mm)1 \left( mm \right)인 종이가 있다. 이 종이를 가로, 세로 순으로 번갈아 가며 접을 수 있는 최대 횟수를 구하시오. (단, log2=0.30\log 2 = 0.30, logπ=0.50\log \pi = 0.50) [4점]

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해설

[출제의도] 로그의 성질을 이용한 수학 외적 문제해결하기 직사각형의 가로의 길이를 2a2 a, 세로의 길이를 aa라 하면, 2a2=10162 a ^{2} = 10 ^{16}, a=12×1016=1082\displaystyle a = \sqrt{\frac{1}{2} \times 10 ^{16}} = \frac{10 ^{8}}{\sqrt{2}}, W=2a=2×1082=212×108\displaystyle W = 2 a = 2 \times \frac{10 ^{8}}{\sqrt{2}} = 2 ^{\frac{1}{2}} \times 10 ^{8}, t=1t = 1이므로 212×108=π×232(n1)\displaystyle 2 ^{\frac{1}{2}} \times 10 ^{8} = \pi \times 2 ^{\frac{3}{2} ( n - 1 )} 232(n1)=212×108π\displaystyle 2 ^{\frac{3}{2} ( n - 1 )} = \frac{2 ^{\frac{1}{2}} \times 10 ^{8}}{\pi} 32(n1)=log2212×108π\displaystyle \frac{3}{2} ( n - 1 ) = \log _{2} \frac{2 ^{\frac{1}{2}} \times 10 ^{8}}{\pi}=log212×108πlog2\displaystyle = \frac{\log \frac{2 ^{\frac{1}{2}} \times 10 ^{8}}{\pi}}{\log 2} =12log2+8logπlog2\displaystyle = \frac{\frac{1}{2} \log 2 + 8 - \log \pi}{\log 2}=25.5= 25.5 n=18\therefore n = 18

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