공통수학2명제수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

명제와 진리집합

문제

실수 xx에 대한 두 조건 p:2xa=0p : 2 x - a = 0, q:x2bx+9>0q : x ^{2} - bx + 9 > 0 이 있다. 명제 pqp \rightarrow \sim q와 명제 pq\sim p \rightarrow q가 모두 참이 되도록 하는 두 양수 aa, bb의 값의 합을 구하시오. [4점]

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해설

두 조건 pp, qq의 진리집합을 각각 PP, QQ라 하자. 명제 pqp \rightarrow \sim q가 참이므로 PQCP \subset Q ^{C}에서 QPCQ \subset P ^{C}이다. 명제 pq\sim p \rightarrow q가 참이므로 PCQP ^{C} \subset Q이다. 그러므로 Q=PCQ = P ^{C}이다. p:2xa=0p : 2 x - a = 0에서 P={a2}\displaystyle P = \left\{ \frac{a}{2} \right\}이고, Q=PCQ = P ^{C}에서 Q={x\displaystyle Q = \left\{ \begin{array}{l} x \left| \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \end{array} \right. \end{array} \right.xa2\displaystyle x \neq \frac{a}{2}인 실수}\displaystyle \left. \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \end{array} \right\}이다. 즉, 부등식 x2bx+9>0x ^{2} - b x + 9 > 0의 해가 xa2\displaystyle x \neq \frac{a}{2}인 모든 실수이므로 이차함수 y=x2bx+9y = x ^{2} - b x + 9의 그래프는 xx축에 접해야 한다. 따라서 이차방정식 x2bx+9=0x ^{2} - b x + 9 = 0의 판별식을 DD라 할 때 D=(b)24×1×9=0D = ( - b ) ^{2} - 4 \times 1 \times 9 = 0이다. 즉, b2=36b ^{2} = 36이므로 양수 bb의 값은 6\mathrm{6}이다. 조건 q:x26x+9>0q : x ^{2} - 6 x + 9 > 0에서 Q={xx3Q = \left\{ x | x \neq 3 \right.인 실수}\}이고 a2=3\displaystyle \frac{a}{2} = 3, a=6a = 6이다. 따라서 a+b=6+6=12a + b = 6 + 6 = 12

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