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기본 점수 확보
3점
2026년 9월 고2 전국연합학력평가 · 수학
기본 점수 확보
3점
2026년 9월 고2 전국연합학력평가 · 수학
- 수학Ⅰ · 지수함수
- 지수부등식
- 밑 통일하기
- 밑이 1보다 클 때 부등호 방향
- 자연수 조건 마무리
해설을 보기 전에 위 문제를 한 번 더 풀어보세요. 아래 핵심 내용만 확인해도 실마리가 잡힙니다.
출제의도
이 문항은 밑이 서로 다른 부등식을 하나의 밑으로 모으는 문제입니다. 8과 1024와 2가 섞여 있지만 셋 다 2의 거듭제곱이므로, 양변을 2의 꼴로 바꾸는 순간 부등식은 지수끼리의 일차부등식으로 내려앉습니다. 지수함수를 다루는 문제가 아니라 지수법칙으로 식을 정리하는 문제라고 보는 편이 정확합니다.
6번 자리에 배치된 이유는 부등식 자체가 아니라 마무리 조건에 있습니다. 부등식을 풀면 x의 범위 하나가 나오는데, 묻는 것은 범위가 아니라 그 범위 안에 있는 자연수를 모두 더한 값입니다. 범위를 맞게 구하고도 경계값을 넣을지 뺄지, 어디부터 세기 시작할지에서 답이 갈리도록 설계되어 있습니다.
풀이에 필요한 핵심 내용
① 2의 거듭제곱을 알아본다
8 = 2³, 1024 = 2¹⁰
2⁵ = 32, 2¹⁰ = 1024는 외워 두면 바로 쓰는 값입니다. 1024를 2¹⁰으로 바꾸는 순간 이 문항의 절반이 끝납니다.
8 = 2³, 1024 = 2¹⁰
2⁵ = 32, 2¹⁰ = 1024는 외워 두면 바로 쓰는 값입니다. 1024를 2¹⁰으로 바꾸는 순간 이 문항의 절반이 끝납니다.
② 지수법칙으로 한 덩어리 만들기
(2³)ˣ = 2³ˣ / 2¹⁰ × 2ˣ = 2ˣ⁺¹⁰
거듭제곱의 거듭제곱은 지수끼리 곱하고, 같은 밑의 곱은 지수끼리 더합니다. 두 규칙을 좌변과 우변에 각각 한 번씩 쓰면 양변이 2의 거듭제곱 하나씩만 남습니다.
(2³)ˣ = 2³ˣ / 2¹⁰ × 2ˣ = 2ˣ⁺¹⁰
거듭제곱의 거듭제곱은 지수끼리 곱하고, 같은 밑의 곱은 지수끼리 더합니다. 두 규칙을 좌변과 우변에 각각 한 번씩 쓰면 양변이 2의 거듭제곱 하나씩만 남습니다.
③ 밑이 1보다 크면 부등호는 그대로
2 > 1 이므로 2³ˣ < 2ˣ⁺¹⁰ ⇔ 3x < x + 10
밑이 1보다 크면 지수가 커질수록 값도 커지므로 부등호 방향이 유지됩니다. 밑이 1보다 작았다면 이 자리에서 방향이 뒤집힙니다.
2 > 1 이므로 2³ˣ < 2ˣ⁺¹⁰ ⇔ 3x < x + 10
밑이 1보다 크면 지수가 커질수록 값도 커지므로 부등호 방향이 유지됩니다. 밑이 1보다 작았다면 이 자리에서 방향이 뒤집힙니다.
④ 범위를 자연수로 옮긴다
3x < x + 10 → 2x < 10 → x < 5
부등호에 등호가 없으므로 x = 5는 제외입니다. 자연수는 1부터 시작하므로 남는 것은 네 개뿐이고, 문제는 그 값들의 합을 묻고 있습니다.
3x < x + 10 → 2x < 10 → x < 5
부등호에 등호가 없으므로 x = 5는 제외입니다. 자연수는 1부터 시작하므로 남는 것은 네 개뿐이고, 문제는 그 값들의 합을 묻고 있습니다.
정답 확인
정답 ④ 1 + 2 + 3 + 4 = 10
상세 해설
더 빠른 풀이 · 양변을 2ˣ으로 먼저 나누기
지수를 문자로 두고 비교하는 대신, 양변에 공통으로 있는 2ˣ을 먼저 없애면 밑이 하나로 정리됩니다.
1단계 2ˣ은 항상 양수이므로 부등호 방향을 바꾸지 않고 양변을 2ˣ으로 나눌 수 있습니다. 좌변은 8ˣ ÷ 2ˣ = 4ˣ이 되고 우변은 1024만 남습니다.
2단계 4의 거듭제곱을 따라 올라가면 4, 16, 64, 256, 1024이므로 1024 = 4⁵입니다. 부등식은 4ˣ < 4⁵ 한 줄로 줄어듭니다.
3단계 밑 4가 1보다 크므로 x < 5입니다. 1부터 4까지의 합은 4 × 5 ÷ 2로 계산하면 암산으로 끝납니다.
이 방법은 좌변과 우변에 같은 지수 항이 걸려 있을 때마다 쓸 수 있습니다. 문자가 붙은 항을 먼저 소거하면 남는 것은 숫자끼리의 비교뿐이라, 지수법칙을 두 번 쓸 일이 없어집니다.
실수를 줄이는 노하우
- 1024 × 2ˣ의 곱셈을 지수의 곱으로 처리하면 안 됩니다. 밑이 같은 두 거듭제곱의 곱에서는 지수를 더합니다. 여기서 2¹⁰ˣ으로 잘못 쓰면 부등식이 통째로 달라집니다.
- (2³)ˣ을 2³⁺ˣ으로 쓰는 실수가 자주 나옵니다. 괄호 밖의 지수는 안쪽 지수와 곱해집니다. 3x인지 3 + x인지 한 번 더 확인하세요.
- x < 5에서 5를 포함시켜 1부터 5까지 더하면 15가 되는데, 이 값은 선지에 아예 없습니다. 선지에 없는 수가 나왔다면 등호 처리를 되짚어 보라는 신호입니다.
- 자연수는 1부터입니다. 0을 넣어 세기 시작하면 개수를 묻는 문제에서 답이 하나씩 밀립니다. 이 문항은 합을 묻고 있어 값은 같지만, 같은 실수가 다음 문제에서 그대로 실점이 됩니다.
- 2x < 10을 나눌 때 부등호를 그대로 두는지 확인하세요. 양수로 나눌 때는 방향이 유지되고, 음수로 나눌 때만 뒤집힙니다.
풀이 영상
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