광주송정동 고2수학과외







부호표의 첫 칸에서 시작된 오류
학생의 답안에는 \(f'(x)=(x+2)^2(x-1)(x-3)^3\)의 근을 \(-2,1,3\)으로 찾은 뒤, 세 근마다 부호가 바뀐다고 적혀 있었다. 시간 제한 상황에서 흔히 생기는 실수지만, 근의 개수보다 각 근의 중복도가 중요하다.
한 식에서 확인하는 부호 변화
근 \(-2\)의 차수는 2인 중근이고, \(1\)의 차수는 1, \(3\)의 차수는 3이다. 인수가 음수에서 양수 또는 양수에서 음수로 바뀌는지는 차수가 홀수인지에 따라 결정된다.
| 구간 | \((x+2)^2\) | \(x-1\) | \((x-3)^3\) | \(f'(x)\) |
|---|---|---|---|---|
| \(x<-2\) | + | - | - | + |
| \(-2<x<1\) | + | - | - | + |
| \(1<x<3\) | + | + | - | - |
| \(x>3\) | + | + | + | + |
중근에서는 부호가 그대로다
\((x+2)^2\)는 \(x=-2\)를 기준으로 양수에서 양수로 이어진다. 따라서 \(-2\)에서는 부호가 바뀌지 않는다. 반면 \(x-1\)은 1차식이므로 \(x=1\)에서, \((x-3)^3\)은 홀수 차수이므로 \(x=3\)에서 부호가 바뀐다.
그러므로 \(f'(x)>0\)인 구간은 \((-\infty,-2)\), \((-2,1)\), \((3,\infty)\)이고, \(f'(x)<0\)인 구간은 \((1,3)\)이다. 함수는 \(-2\)에서 도함수가 0이지만 증가에서 감소 또는 감소에서 증가로 바뀌지 않는다.
서술형 답안의 교정 기준
“근마다 부호가 변한다”가 아니라 “홀수 중복도 근에서만 부호가 변한다”라고 판단해야 한다. 부호표를 작성할 때는 먼저 근과 차수를 적고, 그다음 인수별 부호를 곱하면 착오를 줄일 수 있다.
광주송정동과외에서 이 유형을 점검할 때도 단순 암기보다 중근과 홀수 중복근의 차이를 표로 확인하면, 증가·감소 구간과 극값 판단을 함께 정확하게 연결할 수 있다.