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분산과 표준편차, 선형변환에서 b를 더하면 퍼짐이 달라질까?

계산동과외에서 자주 다루는 오답 중 하나는 점수에 일정한 값을 더했을 때 분산까지 변한다고 생각하는 경우입니다. 핵심은 변환식 V(aX+b)=a²V(X)입니다.

하나의 식에서 출발하기

확률변수 X의 분산이 V(X)=9이고, 새로운 변수 Y=2X+5라고 하겠습니다.

상수 5는 모든 자료에 똑같이 더해집니다. 따라서 자료 사이의 차이는 변하지 않고, 2를 곱한 효과만 분산에 반영됩니다.

V(Y)=V(2X+5)=2²V(X)=4×9=36

표준편차는 분산의 제곱근이므로 σ(Y)=√36=6입니다.

학생 풀이에서 생긴 오류

처음 기록에는 V(2X+5)=2V(X)+5처럼 b를 그대로 더한 식이 적혀 있었습니다. 그러나 분산은 자료의 절대적인 위치가 아니라 평균으로부터의 퍼짐을 측정합니다.

실제로 평균이 E(X)=μ라면 E(Y)=2μ+5이고, 각 편차는 다음과 같습니다.

Y-E(Y)=(2X+5)-(2μ+5)=2(X-μ)

따라서 편차의 제곱은 4배가 되고, 분산도 4배가 됩니다. b는 편차 계산에서 소거됩니다.

점수 환산 전후 비교

변환 분산 표준편차
원점수 X 9 3
환산점수 2X+5 36 6
이동만 한 점수 X+5 9 3

a와 a²를 구별하기

선형변환 Y=aX+b에서 표준편차는 |a|배가 되지만, 분산은 a²배가 됩니다.

  • V(aX+b)=a²V(X)
  • σ(aX+b)=|a|σ(X)
  • b는 분산과 표준편차에 영향을 주지 않음

최종 확인 문제

어떤 자료의 분산이 16일 때 Y=-3X+7의 분산과 표준편차를 구해 봅니다.

V(Y)=(-3)²×16=144

σ(Y)=√144=12

부호가 음수여도 분산에서는 제곱되며, 표준편차는 음수가 될 수 없으므로 12입니다. 이처럼 계산동 지역에서 고3수학과외를 진행할 때도 먼저 이동 b와 확대 계수 a의 역할을 분리하면 관련 오답을 안정적으로 줄일 수 있습니다.

유형 이름 없이 시작해 보기

문제집의 유형 제목을 가리고 주어진 조건만으로 사용할 개념을 골라 보세요. 제목이 있을 때만 풀이가 떠오른다면 문제의 특징과 풀이 방법을 연결하는 연습이 더 필요할 수 있습니다. 현재 단원 안에서 익숙한 예제 몇 개로 점검해 볼 수 있습니다.

과목마다 이해 속도가 다르게 느껴질 때

한 과목의 진도가 잘 나간다고 다른 과목도 같은 분량을 소화해야 하는 것은 아닙니다. 각각 혼자 해결한 범위와 설명이 필요한 범위를 적어 보세요. 고2 학습량은 과목별 현재 상태를 확인한 뒤 조정해야 어느 한쪽의 어려움이 가려지지 않습니다.

현재 학습에서 함께 살펴볼 범위

고등 수학

현재 수강 과목과 시험 범위를 먼저 확인하고 개념, 식의 변형, 함수와 그래프, 문제 조건의 해석을 연결합니다. 선택 과목은 실제 이수 범위에 맞춰 준비하며 내신 답안과 모의고사 풀이 시간은 구분해 점검합니다.

고2 점검 기준

실제 수강하는 선택 과목과 학교 평가 범위를 확인합니다. 모든 학생에게 같은 선택 과목의 내용을 적용하지 않습니다.

수업 진행 예시

선택 과목: 변화율의 의미

미분을 배우는 과목을 수강한다면 f(x) = x³에서 f′(x) = 3x²를 구하고 x = 1에서의 순간변화율이 3임을 확인합니다. 계산 규칙을 적용하는 것과 그래프에서 변화율을 해석하는 것을 구분합니다.

선택 과목: 확률의 조건

확률을 배우는 과목을 수강한다면 공정한 주사위에서 짝수가 나올 확률을 3/6 = 1/2로 구합니다. 가능한 결과가 같은 가능성을 갖는다는 조건을 확인한 뒤 전체 경우와 해당 경우를 구분합니다.

위 내용은 지도 범위와 연습 방법을 설명하는 예시입니다. 학생이 이미 배운 내용과 현재 진도에 맞춰 적용하며, 모든 내용을 한 수업에서 진행하지 않습니다.

수업 진행 안내

상담 → 선생님 연결 → 첫 수업 → 정규 수업

학생의 학습 상황을 상담하고, 선생님과 수업 방식이 맞는지 확인한 뒤 시간·횟수·비용을 정합니다. 숙제 확인과 보호자 피드백은 학생별로 조율하며, 보강과 일정·선생님 변경이 가능합니다.

고등 과외 수업료

월 수업료 · 주 2회 기준
학교급방문 수업화상 수업
고등33~50만 원30~46만 원

회당 수업 시간에 따라 금액이 달라집니다. 주당 횟수와 회당 시간, 최종 월 수업료는 상담에서 정합니다.

주 1회부터 주 3회 이상까지 횟수를 조율할 수 있습니다. 같은 회당 시간으로 주 1회 진행할 경우, 위 주 2회 금액의 절반이 기준입니다.

학년별 개념과 연습 함께 보기

이 지역의 학습 예시와 함께 현재 학년의 공부 방법을 살펴보세요.

고2 수학 학습 가이드 →

계산동 고2수학과외 수업 후기

수학 수행평가를 준비하던 밤, 아이 책상에 놓인 메모가 눈에 띄었어요. 문제에 적힌 긴 조건을 그대로 옮긴 게 아니라, 짧은 말로 잘라서 식 옆에 적어 두었더라고요. 별말 없이 공부하길래 그냥 지나칠 뻔했는데, 한 번 볼 내용을 따로 골라 둔 흔적이 보였어요. 예전에는 풀이가 맞았는지 답만 확인하고 조건끼리 무엇이 다른지는 살피지 않았거든요. 그런데 그날만큼은 문제의 긴 설명에서 실제로 필요한 부분만 추려 식 가까이에 붙여 놓았어요. 계산동 수학과외 이야기를 나누던 중에도 이런 변화는 성적보다 집에서 보이는 행동으로 먼저 느껴졌습니다. 독해가 필요한 다른 유형을 풀 때도 비슷한 장면이 나왔어요. 긴 조건을 읽고 전부 베껴 쓰는 대신 핵심이 되는 내용만 식 옆에 남겼고, 나중에 다시 확인할 부분도 눈에 띄게 구분해 두었어요. 조건을 읽은 뒤 바로 답을 찾던 손이, 이제는 필요한 문장부터 가려내고 있었습니다.

★★★★★수업 후기

저녁에 프린트를 챙기다가 책상 주변을 정리했는데, 문제집 여백에 작은 표시가 하나 눈에 들어왔어요. 계산을 하다가 실수가 시작된 곳을 따로 짚어 둔 흔적이더라고요. 그냥 답만 맞춰 보고 지나간 게 아니라, 어디서부터 잘못됐는지 찾아 둔 모양이었어요. 계산동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 부분을 유심히 보게 됐습니다. 전에는 다시 살펴볼 문제가 생겨도 그날 바로 표시해 두는 일이 없었거든요. 그런데 이번에는 계산 실수의 위치만 간단히 남겨 두었더라고요. 다음 수학 발표를 준비하던 저녁에는 그 표시를 기준으로 확인한 곳과 아직 보지 않은 곳을 나눠 적어 두고 있었습니다. 여백에 남은 작은 흔적만 봐도 어디까지 점검했는지 구분되어 있었어요.

★★★★★수업 후기

계산동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 어려운 단원을 앞두면 질문하기보다 그냥 넘어가는 편이었습니다. 선생님은 문제 수를 무리하게 늘리지 않고, 틀린 이유를 함께 차분히 이야기해 주셔서 수업 중 대화가 편했습니다. 복습을 미루는 날도 있지만 다음 날 다시 이어서 공부하는 모습이 조금씩 늘었습니다.

★★★★★수업 후기

계산동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 모르는 문제를 숨기지 않고 표시해 두는 모습이 눈에 띄었습니다. 예전에는 조금 풀다 막히면 바로 손을 놓았지만, 선생님은 시험이 다가와도 새 진도를 서두르기보다 지난주 틀린 문제를 다시 살펴보며 질문하기 편하게 이끌어 주셨습니다. 옆에서 지켜보니 틀린 뒤에도 오래 풀이 죽지 않고 다시 이어가는 태도가 생겨 성적보다 반가웠습니다.

★★★★☆수업 후기

계산동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 모르는 문제가 나오면 혼자 끙끙대며 한참을 붙잡고 있었는데, 선생님은 바로 답을 알려주기보다 어디에서 막혔는지 차분히 물어봐 주셨습니다. 밀린 숙제도 한꺼번에 내주지 않고 그날 할 일과 다음에 볼 내용을 나눠 주셔서 부담이 줄었고, 요즘은 수업이 끝난 뒤 부모님께 오늘 배운 내용과 다시 볼 문제를 먼저 이야기합니다.

★★★★☆수업 후기

학생별 1:1 수업 안내

수업은 학생별 1:1로 진행하며, 현재 학습 상태와 목표에 따라 수업 내용을 달리합니다.