대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

산소 농도 감소 시간

문제

다음은 어느 신문 기사의 일부이다.

산소는 생명 유지에 꼭 필요한 물질이고 우리 몸의 모든 기관이나 조직들의 기능을 유지하기 위해 반드시 필요하다. 공기 중에 2121%를 차지하고 있는 산소의 농도가 1818%이하로 감소되면 산소결핍상태가 되고, 1616% 정도가 되면 산소부족으로 인해 두통, 구토, 어지러움, 기억력 감퇴, 소화불량 등의 증상이 나타난다.

어느 사무실의 실내를 환기시키지 않고 1010분 간격으로 산소농도를 측정한 결과 바로 전에 측정한 농도의 11%가 감소하는 것으로 나타났다. 이 사무실의 현재 측정한 산소농도가 2121%일 때, 실내를 환기시키지 않은 상태에서 처음으로 1818% 이하로 측정되는 시간은 몇 분 후인가? (단, log6=0.7782\log 6 = 0.7782, log7=0.8451\log 7 = 0.8451, log9.9=0.9956\log 9.9 = 0.9956) [4점] 120120140140160160180180200200

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해설

현재 산소농도가 2121%이므로 1010분씩 nn번 경과한 후의 농도는 21(10.01)n21 ( 1 - 0.01 ) ^{n} 따라서, 21(10.01)n1821 ( 1 - 0.01 ) ^{n} \leq 18, (0.99)n67\displaystyle ( 0.99 ) ^{n} \leq \frac{6}{7} 양변에 상용로그를 취하여 계산하면 n(log9.91)log6log7n ( \log 9.9 - 1 ) \leq \log 6 - \log 7 n0.06690.0044=66944=15.2××\displaystyle n \geq \frac{0.0669}{0.0044} = \frac{669}{44} = 15.2 \times \times n=16\therefore n = 16 따라서 처음으로 산소농도가 1818% 이하로 측정되는 시간은 1010분씩 1616번 경과했으므로 160160분 후이다.

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