|
인지 활동 유형 |
하위범주 |
내용 설명 |
수리추리 |
수리 연산 및 대수 |
간단한 수 계산이나 방정식을 포함한 대수식을 이용하여 해결할 수 있는 문제 |
도형 및 기하 |
도형의 성질이나 도형들의 관계를 이용하여 해결할 수 있는 문제 | |
게임 이론 및 이산 수학 |
경우의 수를 따져보거나 게임 이론의 간단한 보수행렬 계산이나 비교를 통하여 해결할 수 있는 문제 | |
표, 그래프, 다이어그램 |
표나 그래프, 다이어그램 등으로 주어진 자료에서 필요한 정보를 추출, 추리하는 문제 |
Ⅰ. 수리추리4 (게임이론 및 이산수학)
1. 게임 이론
1) 개념
게임 이론이란 게임 상황 즉, 경쟁적 상황에서의 의사결정을 다루는 이론으로 결과가 개인의 선호에 의해서만 결정되는 것이 아니라, 결정에 참여한 다른 행위자들의 선호와 개인 선택의 서로 다른 집합의 결과에 따라 이루어지는 집단적 선택 상황에 대한 연구이다. 달리 말하면 합리적으로 행동하는 경쟁자 간의 경쟁 상태를 모형화 하는 수리적 접근법이다.1)
2) 게임이론의 구성 요소
① 경기자 : 게임에 참여하는 각 의사결정자
② 전략 : 게임에서 각 경기자에게 주어진 각각의 행동대안
③ 결과에 따른 보상(pay-off)
3) 게임의 유형, 형태, 균형과 해를 얻는 방법
구분 |
내용 |
비고 |
게임의 유형 |
제로섬 게임(Zero-sum game, 영합게임)과 난제로섬 게임 (Non zero-sum game, 비영합게임) |
보수의 합이 0 인지 여부 |
정합게임과 비정합게임 |
보수의 합이 일정한지 여부 | |
협조 게임과 비협조게임 |
참여자들의 협조여부 | |
유한반복게임과 무한반복게임 |
반복여부 | |
게임의 형태 |
정규형게임(=동시게임)과 전개형 게임(=순차게임) |
|
게임의 균형 |
우월전략균형, 내쉬균형, 완전균형, 혼합전략균형 |
|
게임의 균형에 이르는 방법 |
반복제거에 의한 해법, 상대행위자들의 전략선택에 대한 최선의 응답에 의한 해법, 역진귀납법 등 |
|
자료: 백현관 : p. 317, 백승기 : pp. 218-219,
2. 이산수학(discrete mathematics)
1) 개념
이산수학의 정의 | |
ⓛ 이산 집합(discrete set)1)위에 정의된 수학적 체계에 대하여 연구하는 학문 분야를 이산수학(discrete mathematics)이라고 한다. 조합론(Combinatorics), 그래프 이론(Graph Theory), 기호 논리학(Symbolic Logic), 이산적 최적화(Discrete Optimization), 암호론(Coding Theory), 정수론(Number Theory), 알고리즘 분석(Analysis of Algorithms) 등 수학의 다양한 분야들이 이산수학에 포함된다.
② 이산수학이란 연속적 성질을 가지는 대상과는 달리 이산적인 양 또는 이산수학 구조를 갖는 대상에 대하여 수학적으로 분류하고, 정리하며, 논리적으로 사고하여 문제를 해결하는 여러 이론을 통틀어 말한다. |
2) 이산수학의 학습범위
이산수학은 1997년 교육부에서 제시한 제7차 교육과정에서 고등학교 선택교육 과목으로 지정되었다. 이를 통해 이산수학의 범위와 내용을 개괄적으로 파악해 보도록 한다.
이산수학의 내용 및 범위 | |
이산수학은 제7차 교육과정에서 고등학교 선택교육과목으로 지정되었다. 다음은 1997년 교육부에서 제시한 이산수학의 주요 내용이다.
가. 목 표 ‘이산 수학’의 전반적 목표는 수학의 기본적인 지식과 기능을 가지고 실생활의 이산적인 상황의 문제를 수학적으로 사고하는 능력을 기르고, 합리적으로 의사를 결정하며, 창의적인 문제 해결력 배양에 두며, 세부적 목표는 생활 속의 여러 가지 이산 현상에 대하여, 여러 가지 ‘경우의 수’ 를 구하는 능력, 그래프와 행렬 등을 이용하여 조직해석하는 능력, 알고리즘적으로 사고하고 처리하는 능력, 의사 결정 능력 등을 기르는데 중점을 둔다.
나. 내 용 ‘이산 수학’은 선택과 배열, 그래프, 알고리즘, 의사결정과 최적화의 4개 영역으로 구성한다. 각 영역별 내용을 요약하여 기술하면 다음과 같다. (1) 선택과 배열 정의나 공식을 무리하게 도입하지 말고 예를 통하여 직관적으로 세기의 방법과 분배의 수를 구하도록 한다. 즉, 순열과 조합의 분석적 공식의 단순한 적용만이 아니라 조합적인 추론이 강조되어야 한다.
(2) 그래프 여러 가지 그래프에 관한 정의, 수형도, 회로, 그래프의 행렬 표시 등과 그 풍부한 응용성은 수학의 내적 아름다움이나 실생활과의 밀접한 관련성을 인식시키는데 큰 도움이 된다. 행렬은 따로 독립된 영역으로 하지 않고 그래프와 연계하여 다루도록 한다. 그래프와 연계하여 두 지점간의 ‘경로의 수’를 행렬로써 알아보는 등 행렬 표현의 편리성과 행렬 연산의 의미를 알게 한다. 색칠 문제 등과 같은 그래프를 이용한 문제 해결을 통하여 이산적인 방법의 힘을 느끼게 한다. 일상을 계획할 때 잠재적인 충돌 상황을 꼭지점, 변으로 모델링하고 그 관계를 그래프로 표현하는 경험이 이루어지도록 한다.
(3) 알고리즘 수와 관련된 수학적 대상들이 규칙적으로 나열될 때는 일반적인 절차를 거친다는 것에 유의하여, 등차수열이나 등비수열 등의 용어로서 형식화하여 전개하기보다는 두 항 또는 세 항 사이의 관계식 등을 보다 강조하고 그 변화 과정을 살필 수 있어야 한다. 학생들은 알고리즘적인 관점에서 수학을 구성하는 경험을 갖게 하여, 알고리즘의 개발과 분석을 할 수 있도록 한다.
(4) 의사 결정과 최적화 어떤 과제의 수행에서 행해지는 각각의 절차의 타당성의 판단과 효율적인 절차의 선택에는 지혜로운 의사 결정 과정이 필요하다. 게임이나 선거 등과 같은 사회적인 현상이나 상황은 수학으로 표현되고 문제를 해결할 수 있으며, 의사 결정 과정에서 객관적인 효율성을 확보할 수가 있다. 또한, 여행 계획이나 과제 수행 일정의 수립 등에서도 그래프 표현과 알고리즘적인 사고로 타당한 절차와 효율성의 문제를 적절히 해결할 수 있다.
다. 평 가 전반적인 평가 관련 사항은 ‘수학I’과 동일하나, 특히, 다음 사항을 강조하여 평가한다. (1) 실생활에서 여러 가지 ‘경우의 수’를 구하는 능력. (2) 사물의 현상을 그래프와 행렬을 이용하여 조직, 해석, 활용하는 능력 (3) 합리적인 의사 결정 능력. |
영 역 |
내 용 |
세부 학습 내용 |
선택과 배열 |
순열과 조합 |
여러 가지 경우에 순열과 조합을 이용하여 개수를 세고, 비둘기 집의 원리, 포함배제의 원리, 간단한 수와 집합의 분할의 개수 및 중복조합, 중복순열을 학습한다. |
세기의 방법 | ||
그 래 프 |
그래프 |
그래프에서 오일러회로와 해밀턴회로의 존재를 알아보고 실생활에서 그래프를 이용하여 쉽게 해결할 수 있는 문제를 탐구하고, 색칠 문제 등의 실생활의 문제를 그래프를 이용하여 해결할 수 있다. (간단한 그래프에서 인접한 꼭지점은 다른 색깔을 갖도록 그래프의 모든 꼭지점을 색칠할 때 필요한 색깔의 최소수를 구할 수 있게 한다.) |
수형도 | ||
여러 가지 회로 | ||
그래프의 활용 | ||
알고리즘 |
수와 알고리즘 |
알고리즘의 영역은 정수와 관계된 수의 배열에서 규칙성을 찾아보고, 십진법과 이진법의 수의 체계, 소수 판정, 최대공약수와 최소공배수 등을 알고리즘의 관점에서 살핀다. 수의 배열에서 두 항 사이의 관계나 세 항 사이의 관계를 파악하여 점화적인 관점으로 접근하고 실세계의 문제를 해결하고 실험해본다. |
점화 관계 | ||
의사결정의 최적화 |
의사 결정 과정 |
① 결정적인 2
② 실생활에 나타나는 계획 세우기의 최적화 문제를 해결할 수 있다. ③ 도로망에서 최적 경로를 구할 수 있다 |
최적화와 알고리즘 |
Ⅱ. 예제
다음 글과 같은 특성을 가진 세 명의 판사로 구성된 배심이 어떤 사건에서 올바른 결정에 도달할 확률은? |
첫 번째 판사와 두 번째 판사는 오랜 경험을 통해서 그들이 올바른 판단에 도달할 확률이 3/4이라는 결과를 얻었다. 즉 그들이 피고가 유죄(혹은 무죄)라는 결론을 내릴 때, 평균적으로 네 번 중 세 번은 피고가 실제로 유죄(혹은 무죄)이다. 그리고 그들은 네 번 중 한 번은 여러 가지 이유로 잘못된 판단을 내린다. 세 번째 판사는 사건 때마다 동전 던지기를 하여 동전의 앞면이 나오면 ‘유죄’라고 말하고, 뒷면이 나오면 ‘무죄’라고 말한다. 이 판사가 올바른 판단을 내릴 가능성은 물론 1/2이다. 마지막 평결은 과반수로 결정된다. 만약 판사 세 명 중 어느 두 명이 무죄라고 선언하면 그것이 곧 배심의 평결이 되고, 그 반대의 경우도 마찬가지다. |
① 1/2
② 3/4
③ 12/32
④ 9/32
⑤ 3/32
수학(기호)을 활용한 추론 문제 | |
| |
1. 제시된 정보의 요약 1) 배심의 평결 : 과반수로 결정 2) 판사별 옳은 결정을 내릴 확률 ① 첫 번째 판사와 두 번째 판사 : 3/4 ② 세 번째 판사 : 1/2 2. 세 명의 판사로 구성된 배심이 올바른 결정을 내리는 경우 ⇒ 2인 이상 옳은 결정 ① 3인 모두 옳은 결정을 내릴 확률 (OOO) : 3/4×3/4×1/2 = 9/32 ② 2인 이상 옳은 결정을 내릴 확률 XOO → 1/4×3/4×1/2 = 3/32 OXO → 3/4×1/4×1/2 = 3/32 OOX → 3/4×3/4×1/2 = 9/32
따라서 세 명의 판사로 구성된 배심이 올바른 결정을 내리는 확률은 ①+② = 24/32=3/4
(3/4×3/4×1/2)+(1/4×3/4×1/2)+(3/4×1/4×1/2)+(3/4×3/4×1/2) = 24/32 = 3/4 3명 모두 3명중 2명이 올바른 결론을 내리는 경우 | |
|
세은과 상훈은 혼성합창대회에서 우승하여 10만원의 상금을 받았다. 상금의 분배에 관한 분쟁이 생기자, 그들은 단 한번의‘가위⋅바위⋅보’에 의해 다음의 <표>를 따라 상금을 분배하기로 합의했다. <표>의 숫자는 세은이 받는 금액을 만원단위로 나타낸 것이다. 상훈은 10만원에서 세은이 받고난 나머지 금액을 받는다. 예컨대 세은이 가위를 내고 상훈이 바위를 내면 세은은 4만원을 받고 상훈은 6만원을 받으며, 세은과 상훈이 모두 보를 내면 세은은 7만원을 받고 상훈은 3만원을 받는다. 두 사람 모두 자신이 받는 상금을 극대화하려 할 때 나올 수 있는 결과는? |
상훈 세은 |
가위 |
바위 |
보 |
가위 |
5 |
4 |
8 |
바위 |
5 |
5 |
5 |
보 |
5 |
6 |
7 |
① 세은은 가위를 내고 상훈은 보를 낸다.
② 세은은 가위를 내고 상훈은 바위를 낸다.
③ 세은은 바위를 내고 상훈은 보를 낸다.
④ 세은은 보를 내고 상훈은 가위를 낸다.
⑤ 세은은 보를 내고 상훈은 바위를 낸다.
전략선택문제 (전략적 행동), 불확실성(게임 상황) 하에서의 의사결정 | ||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||
위 상황은 10만원을 가지고 세은이와 상훈이가 나누어 갖는 제로섬게임으로 각각의 보수표를 표현하면 아래와 같다. 문제는 둘 다 자신이 받는 상금을 최대화하는 것이 목표이고 상대의 전략은 알 수 없는 상태이므로, 자신의 각각의 전략을 기준으로 최악의 상황을 예상한 후에 그 중 가장 큰 보수를 되돌려 주는 전략을 선택하는 것이 합리적인 판단이다.2)
먼저 세은이의 전략을 살펴보면, 세은이가 가위를 낸다면 상훈이의 전략(가위, 바위, 보)에 따라 각각 5만원, 4만원, 8만원으로 최악의 경우 4만원이 확보가능하며, 세은이가 바위를 낸다면 최악의 경우 5만원이 확보가능하고, 보를 낸다면 최악의 경우 5만원이 확보가능하다.‘바위’와‘보’는 최악의 상황만을 가정할 때 무차별하지만, 그 밖의 경우에 있어 차이를 보이고 있어(‘보’는 6만원, 7만원의 가능성도 있으므로) 보를 선택하는 것이 합리적일 것이다. 상훈이는 가위를 낸다면 최악의 경우 5만원, 바위를 낸다면 최악의 경우 4만원, 보를 낸다면 최악의 경우 2만원이 확보가능하다. 따라서 최악의 경우에 보수가 가장 큰 가위를 선택하는 것이 합리적일 것이다. ∴ 세은이는 보를 내고 상훈이는 가위를 낼 것이다. 정답은 ④번이다. | ||||||||||||||||||||||||||
|
다음은 오염을 발생시키는 기업과 이를 규제하는 정부의 의사결정에 관한 설명이다. |
기업은 규제를 위반할 경우 g의 이득을 얻고, 이로 인해 오염 피해액이 d만큼 발생한다고 하자. 그러나 기업이 위반을 할 때는 정부가 규제를 하는 경우 반드시 적발되어 벌금으로 p를 납부해야 하며, p는 정부의 수입으로 간주된다. 정부는 기업의 행위를 규제할 경우 비용 c를 지불한다. 기업이 규제를 위반할 때 당국이 감시 행위를 하지 않으면 오염 피해만큼 사회적 비용이 발생하고, 정부는 이를 자신의 비용으로 인식한다. 아래의 표에서 각 칸의 첫째 값은 기업의 이익, 둘째 값은 정부의 이익을 뜻하며, g, d, p, c > 0 이다.
|
기업과 정부는 상대방의 행동에 따라 자신에게 유리한 의사 결정을 한다. 기업이 위반을 하면 정부는 규제를 하고 정부가 규제를 하면 기업은 위반을 하지 않고, 기업이 위반하지 않으면 정부가 규제를 하지 않고 정부가 규제를 하지 않으면 기업은 위반을 하게 되고, 기업이 위반을 하면 정부가 다시 규제를 하게 된다. 이와 같이 기업과 정부의 의사 결정이 어느 한 상태에서 고정되지 않고 지속적으로 변화하게 되는 조건을 <보기> 에서 모두 고른 것은? |
[’09년 LEET 예비시험] |
|
ㄱ. p > g ㄴ. p > c ㄷ. d > c ㄹ. g > d |
보기 | |
|
① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ ③ ㄴ, ㄹ
④ ㄱ, ㄷ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ
| |
| |
1. 기업이 위반을 하면 정부는 규제를 하고 ⇒ p-d-c > -d ⇒ p > c 2. 정부가 규제를 하면 기업은 위반을 하지 않고 ⇒ -p+g〈 0 ⇒ g〈 p 3. 기업이 위반하지 않으면 정부가 규제를 하지 않고 ⇒ -c〈 0 ⇒ c > 0 4. 정부가 규제를 하지 않으면 기업은 위반을 하게 되고 ⇒ g > 0 | |
|
○○시의 사무관 K씨는 3월 1일자로 현 부서에 부임하자마자 새로운 환경시설 유치에 대한 주민공청회를 개최하는 업무를 시작하였다. 주민공청회를 개최하기 위해서는 다음과 같은 활동들과 소요기간(일)이 필요하다. 여기서 각 활동들은 직전 활동들이 완성되어야만 시작된다. 가장 빠른 공청회 개최일은? (단, 휴일에도 근무하는 것으로 한다.) |
활동 |
활동내용 |
직전활동 |
소요기간(일) |
1 |
공청회 개최 담당조직 결성 |
|
2 |
2 |
예산 확보 |
1 |
4 |
3 |
공청회 장소 물색 |
1 |
3 |
4 |
공청회 장소 결정 및 계약 |
3 |
2 |
5 |
사회자, 발표자 및 토론자 선정 |
2 |
10 |
6 |
초청장 인쇄 및 발송 |
2, 5 |
5 |
7 |
공청회 자료 작성 |
1, 5 |
15 |
8 |
공청회 자료 운반 |
7 |
1 |
9 |
공청회 회의실 정비 |
4 |
1 |
10 |
공청회 개최 |
6, 8, 9 |
1 |
① 3월 9일
② 3월 19일
③ 3월 22일
④ 4월 2일
⑤ 4월 13일
PERT분석기법- 공직자들이 접하게 될 실제상황 | |
활동간 관계를 정확히 표상화 할 수 있어야 한다. 만약 수험자가 PERT분석기법을 알고 있다면 표상화가 수월할 것이나 그렇지 않다면 문제 해결이 쉽지 않을 것이다. 따라서 학습자는 PERT분석기법의 개념 및 논리를 이해하고 직접 문제를 풀어보아야 한다. |
어느 제약 회사에서 R이라는 시작 물질로부터 다음 과정에 따라 P라는 신약을 만들고자 한다. 생성 과정에 필요한 시간은 다음과 같다. |
생 성 과 정 |
필요한 시간 | ||
R |
→ |
A |
5 |
R |
→ |
B |
8 |
R |
→ |
C |
10 |
A + B |
→ |
D |
6 |
C |
→ |
E + F |
7 |
F |
→ |
G |
3 |
D + E |
→ |
H |
5 |
G + H |
→ |
P |
2 |
이 회사에서는 여러 팀이 동시에 서로 다른 과정을 수행할 수 있다. 시작 물질인 R은 정제된 상태로 있으나 A∼H까지의 모든 중간물질은 생성과정이 끝난 후 1시간의 정제 과정을 거쳐야만 다음 단계에 사용할 수 있다. 정제된 R이라는 시작 물질로부터 신약 P를 얻기까지 최소 몇 시간이 걸리는가? |
[LEET 2차 예시] |
① 24시간 ② 27시간 ③ 34시간
④ 45시간 ⑤ 53시간
[평가요소] 내용 영역-과학․기술, 인지 활동 유형-추리(수리추리) | |
| |
각 과정별 가장 긴 시간이 가장 빠른 시간이다. (10+7+5+2) | |
|
어느 통신 회사가 A, B, C, D, E의 5개 아파트를 전화선으로 연결 하려고 한다. 여기서 A와 B가 연결되고, B와 C가 연결되면 A와 C도 연결된 것으로 간주한다. 표는 두 아파트를 전화선으로 직접 연결하는 데 드는 비용을 나타낸 것이다. |
단위 ( : 억 원)
|
A |
B |
C |
D |
E |
A |
|
10 |
8 |
7 |
9 |
B |
10 |
|
5 |
7 |
8 |
C |
8 |
5 |
|
4 |
6 |
D |
7 |
7 |
4 |
|
4 |
E |
9 |
8 |
6 |
4 |
|
A, B, C, D, E를 모두 연결하는 데 드는 최소 비용은? |
[’09년 LEET 예비시험] |
① 19억 원 ② 20 억 원 ③ 21 억 원
④ 22억 원 ⑤ 23억 원
[내용 영역] - 사회과학, [인지 활동 유형] - 수리추리 | |
회선 연결의 최소 비용 구하기 |
| |
| |
1. 각 연결의 최소비용을 검토 : 가장 적은 비용인 C, D, E부터 연결 2. A, B의 최소비용 연결 | |
|
★ 조성우 추리논증 기본강의 ★ | |
1. 일정 : 1/6(화) ~ 2/27(금) 오전 ․저녁 [15회] 2. 장소 : 강남 합격의 법학원 3. 교재 : LEET Joe & You 추리논증 (저자, 인해 刊) | |
4. 특징 |
1) 수험적합성 최고의 체계적 강의 2) 이론을 위한 이론이 아닌 문제해결에 이용되는 핵심이론 위주의 입문 강의 3) 가장 효과적으로 추리논증의 기본체계를 잡을 수 있는 강의 |
5. 동영상 강의 1) 합격의 로스쿨학원 : www.lawschool.co.kr 2) 메가고시 : www.megagosi.co.kr |
|