CSCA 수학 수열: 등차·등비수열과 일반항 공식, 7개 기출 세트 47문항

CSCA 수학에서 수열의 비중

CSCA 수학 공식 시험 요강은 수열을 "함수" 모듈에 넣고, "등차수열·등비수열의 일반항 공식 및 합"을 명확히 출제한다고 밝히고 있다. 즉 수열은 흩어진 작은 출제 포인트가 아니라, 범위가 명확해 집중 준비에 유리한 부분이다.

우리는 기출 7개 세트, 총 333문항을 통계 내고, 각 문항을 주요 출제 포인트에 따라 하나의 지식 포인트로 분류했다. 결과는 다음과 같다.

• 수열과 관련된 3개 지식 포인트가 총 47문항 등장해, 전체 문항의 약 14%를 차지한다;
• 이 3개 지식 포인트는 7개 시험지 모두에서 출제되어, 한 세트도 빠진 적이 없다;
• 그중 등차수열 21문항, 수열의 개념 및 관련 공식 13문항, 등비수열 13문항이다.

유학생에게 이는 두 가지를 의미한다. 첫째, 수열 문항 수가 적지 않아 제대로 준비할 가치가 있다. 둘째, 수열은 매우 안정적으로 출제되어 7개 기출 세트 모두에 등장한다.

등차수열: 반드시 익혀야 할 네 가지 공식

등차수열은 가장 기본적인 부분이다. 다음 네 가지 공식은 생각할 필요도 없이 바로 쓸 수 있을 만큼 익혀야 한다.

1. 일반항 공식: a_n = a_1 + (n − 1)d
2. 전 n항의 합: S_n = n(a_1 + a_n)/2 = n·a_1 + n(n − 1)d/2
3. 등차중항: a, b, c가 등차수열을 이루면 2b = a + c
4. 성질: m + n = p + q이면 a_m + a_n = a_p + a_q

간단한 예로 스스로 활용할 수 있는지 점검해 보자. a_1 = 2, d = 3일 때 a_10 = 2 + 9×3 = 29, S_10 = 10×(2 + 29)/2 = 155이다.

합 공식은 두 가지로 쓸 수 있는데, 시험에서는 문제가 준 조건에 따라 선택하면 된다. 첫째 항과 끝 항을 알면 앞의 것이 더 편하고, 첫째 항과 공차만 알면 뒤의 것이 더 수월하다.

등비수열: 반드시 익혀야 할 네 가지 공식

등비수열의 공식 구조는 등차수열과 비슷하지만, 곱셈·나눗셈과 지수에 특히 주의해야 한다.

1. 일반항 공식: a_n = a_1·q^(n − 1)
2. 전 n항의 합: q ≠ 1일 때 S_n = a_1(1 − q^n)/(1 − q); q = 1일 때 S_n = n·a_1
3. 등비중항: a, b, c가 등비수열을 이루면 b² = ac
4. 성질: m + n = p + q이면 a_m·a_n = a_p·a_q

마찬가지로 예를 하나 들어 익숙해져 보자. a_1 = 3, q = 2일 때 a_5 = 3×2⁴ = 48, S_5 = 3×(1 − 2⁵)/(1 − 2) = 93이다.

합 공식의 조건에 주의해야 한다. q ≠ 1과 q = 1은 서로 다른 경우이므로, 답을 쓰기 전에 공비가 1인지 먼저 판단해야 한다.

수열의 개념과 관련 공식

등차수열, 등비수열이라는 두 가지 구체적인 수열 외에도, 수열 자체의 기본 관계를 묻는 문항이 있다. 주로 두 가지 능력을 다룬다.

전 n항의 합으로 일반항 구하기. 방법은 다음과 같다. a_1 = S_1; n ≥ 2일 때 a_n = S_n − S_(n−1). 결과를 계산한 뒤에는 반드시 n = 1일 때도 같은 식을 만족하는지 확인해야 한다. 만족하면 하나로 통일된 일반항 공식으로 쓸 수 있고, 만족하지 않으면 구간을 나누어 써야 한다.

점화 관계를 읽어내기. 문제가 등차수열인지 등비수열인지 직접 알려주지 않고, 이웃한 항 사이의 관계를 제시할 수 있다. 예를 들어 a_(n+1) = a_n + 2라면 각 항이 앞 항보다 2씩 크다는 뜻이므로, 공차가 2인 등차수열이다. 먼저 수열의 유형을 알아보고 나서 공식을 적용하는 것이 이런 문항의 일반적인 사고 흐름이다.

흔한 실점 포인트

다음 세 가지 세부 사항은 미리 스스로에게 일러둘 가치가 있다.

• 등비수열의 합에서 경우 나누기를 잊는 것. q = 1과 q ≠ 1은 다른 공식을 써야 하므로, 하나를 빠뜨리면 문항 전체를 틀리게 된다.
• S_n으로 a_n을 구할 때 n = 1 검증을 잊는 것. a_1 = S_1은 따로 계산한 뒤, n ≥ 2인 식과 대조해 하나로 합칠 수 있는지 봐야 한다.
• 항 수를 잘못 세는 것. 제m항부터 제n항까지는 모두 n − m + 1개 항이며, n − m개가 아니다.

다음 단계

수열의 3개 지식 포인트는 7개 기출 세트 모두에서 등장했으므로 우선순위가 매우 높은 내용이며, 먼저 정복할 가치가 있다.

먼저 15분 진단을 한 번 해 보고, 현재 일반항, 합, 개념 문항 중 어디에서 막히는지 확인해 보자. 그다음 학습 센터에서 지식 포인트별로 하나씩 연습하며, 공식을 떠올리지 않아도 될 때까지 익히자.

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