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🏆 수학 핵심 문제집 · 실전 대비

Math Master

P-test · T-test · 미적분 · 수열 — 단원별 핵심 20문제

📊 확률과 통계 🔬 가설검정 ∫ 미적분 Σ 수열
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📊 Unit 1

P-Test · Probability & Statistics

확률, 정규분포, 이항분포의 핵심 개념 및 계산 문제

📊

핵심 개념 & 암기 공식

이항분포 B(n,p): n번의 독립 시행, 각 시행 성공확률 p

E(X) = np    Var(X) = np(1-p)    σ = √(np(1-p))

정규분포 N(μ, σ²): 표준화 공식

Z = (X - μ) / σ ~ N(0, 1)

P-value: 귀무가설이 참일 때 관측값 이상의 극단값이 나올 확률

P-value < α(유의수준) → 귀무가설 기각(H₀ reject)
유의수준 α = 0.05 (5%): 가장 흔한 기준
양측검정: P-value = 2 × P(Z > |z|)
P(|Z| < 1.96) ≈ 0.95, P(|Z| < 2.58) ≈ 0.99
📝 예제

동전을 100번 던져 앞면이 60번 나왔다. 이 동전이 공정한지 α=0.05로 검정하라.

Z = (60 - 50) / √(100×0.5×0.5) = 10/5 = 2.0 P-value = 2×P(Z>2.0) = 2×0.0228 = 0.0456 < 0.05 ∴ H₀ 기각: 동전은 공정하지 않다
01
기본주관식
Binomial Distribution — Expected Value
A fair die is rolled 90 times. Let X be the number of times a "6" appears. Calculate E(X) and Var(X).
02
보통주관식
Normal Distribution — Standardization
IQ scores follow N(100, 15²). What is P(85 < X < 130)? Express as P(a < Z < b) and find the z-values.
03
보통주관식
Hypothesis Testing — P-value Decision
A researcher claims a new drug reduces blood pressure by more than 10mmHg. A sample of n=64 gives x̄=12, s=8. Compute the test statistic z and state the conclusion at α=0.05.
04
심화주관식
Confidence Interval Calculation
A sample of n=100 from N(μ, 4) gives x̄=50. Construct a 95% confidence interval for μ. (z₀.₀₂₅ = 1.96)
05
심화주관식
Type I & Type II Error
In a hypothesis test with α=0.05, define Type I error and Type II error. If the power of the test is 0.80, what is β?
🔬 Unit 2

T-Test · Statistical Inference

t-분포, 소표본 검정, 두 집단 비교의 핵심 문제

🔬

핵심 개념 & 암기 공식

One-sample t-test: 모분산 미지, 소표본(n<30)

t = (x̄ - μ₀) / (s/√n) ~ t(n-1)

Two-sample t-test: 두 독립 집단 평균 비교

t = (x̄₁ - x̄₂) / √(s₁²/n₁ + s₂²/n₂) ~ t(df)

Paired t-test: 대응 표본 (전후 비교)

t = d̄ / (sᵈ/√n) where d̄ = mean of differences
자유도(df) = n-1 (단일표본), n₁+n₂-2 (독립 이표본)
n≥30이면 t분포 → 정규분포 근사 가능
등분산 가정: Pooled variance 사용
📝 예제

n=16, x̄=22, s=4, μ₀=20에서 t-통계량을 구하라.

t = (22-20)/(4/√16) = 2/1 = 2.0 (df=15)
06
기본주관식
One-Sample t-Test Statistic
A sample of n=25 students has mean score x̄=78 and s=10. Test H₀: μ=80 vs H₁: μ≠80. Compute t and degrees of freedom.
07
보통주관식
Paired t-Test — Before & After
8 patients' blood pressure before and after treatment: differences d = {-5,-3,-8,-2,-6,-4,-7,-5}. Compute d̄ and sᵈ (to 2 decimal places).
08
보통주관식
Two-Sample t-Test Setup
Group A: n₁=10, x̄₁=85, s₁=6. Group B: n₂=12, x̄₂=80, s₂=8. Assuming equal variance, compute pooled variance s²p and test statistic t.
09
심화주관식
t-Distribution vs Normal Distribution
Explain why the t-distribution has heavier tails than the standard normal distribution, and state when it is appropriate to use z instead of t. (키워드 3개 포함)
10
심화주관식
t-Test Conclusion & Effect Size
n=20, t=2.45, df=19. At α=0.05 (two-tailed, t_crit=2.093), state the conclusion. Also compute Cohen's d if x̄-μ₀=4.9 and s=10.
∫ Unit 3

Calculus · Differentiation & Integration

극한, 미분법, 정적분, 넓이 계산의 핵심 문제

핵심 개념 & 암기 공식

도함수 정의 & 기본 공식

d/dx[xⁿ] = nxⁿ⁻¹  d/dx[eˣ] = eˣ  d/dx[ln x] = 1/x d/dx[sin x] = cos x  d/dx[cos x] = -sin x

연쇄법칙 (Chain Rule)

d/dx[f(g(x))] = f'(g(x)) · g'(x)

정적분 & 넓이

∫ₐᵇ f(x)dx = [F(x)]ₐᵇ = F(b) - F(a) 두 곡선 사이 넓이 = ∫ₐᵇ |f(x) - g(x)| dx
극값: f'(x)=0이고 f'의 부호 변화 → 극대/극소
∫xⁿdx = xⁿ⁺¹/(n+1) + C (n≠-1)
치환적분: ∫f(g(x))g'(x)dx = ∫f(u)du (u=g(x))
📝 예제

f(x) = x³ - 3x의 극값을 구하라.

f'(x) = 3x² - 3 = 3(x-1)(x+1) = 0 x = ±1: 극대 f(-1)=2, 극소 f(1)=-2
11
기본주관식
Differentiation — Chain Rule
Find f'(x) where f(x) = (3x² + 2x)⁵
12
기본주관식
Definite Integral Evaluation
Evaluate: ∫₁³ (2x² - 4x + 3) dx
13
보통주관식
Area Between Curves
Find the area enclosed between y = x² and y = x + 2.
14
보통주관식
Optimization — Maximum / Minimum
A rectangular box with a square base has volume 500 cm³. Find the dimensions that minimize the total surface area. Let base side = x, height = h.
15
심화주관식
Integration by Substitution
Evaluate: ∫ 2x · e^(x²) dx using substitution u = x²
Σ Unit 4

Sequences & Series · 수열과 급수

등차·등비수열, 점화식, 급수 합산의 핵심 문제

Σ

핵심 개념 & 암기 공식

등차수열 (Arithmetic): 공차 d

aₙ = a₁ + (n-1)d   Sₙ = n/2·(a₁+aₙ) = n/2·(2a₁+(n-1)d)

등비수열 (Geometric): 공비 r

aₙ = a₁·rⁿ⁻¹   Sₙ = a₁(1-rⁿ)/(1-r) (r≠1) 무한등비급수: S = a₁/(1-r) (|r|<1)

시그마 공식

Σk = n(n+1)/2  Σk² = n(n+1)(2n+1)/6  Σk³ = [n(n+1)/2]²
📝 예제

등비수열 2, 6, 18, ... 의 첫째항부터 제6항까지의 합을 구하라.

a₁=2, r=3, n=6 S₆ = 2·(3⁶-1)/(3-1) = 2·728/2 = 728
16
기본주관식
Arithmetic Series Sum
The arithmetic sequence has a₁=3 and common difference d=4. Find the sum of the first 20 terms (S₂₀).
17
보통주관식
Infinite Geometric Series
Find the sum of the infinite series: 12 + 4 + 4/3 + 4/9 + ··· (|r|<1 조건 확인 필수)
18
보통주관식
Sigma Notation — Evaluate
Evaluate: Σₖ₌₁²⁰ (3k² - 2k + 1)
19
심화주관식
Recurrence Relation
A sequence satisfies aₙ₊₁ = 2aₙ + 3 with a₁ = 1. Find the general term aₙ.
20
심화주관식
Series Convergence & Limit
Determine if the series Σₙ₌₁^∞ (n+1)/n² converges or diverges. If it diverges, state which test you used.
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