소촌동 고등수학과외







소촌동 고등수학과외에서 지수함수 단원을 다룰 때 학생들이 자주 멈추는 지점은 계산보다 밑의 조건을 해석하는 순간이다. 정광고등학교 내신 문제를 풀고 난 뒤 이야기꽃도서관에서 복습하던 한 학생도 logx6을 보자마자 밑을 2보다 큰 수처럼 취급했다. 식 자체는 짧았지만, 밑의 범위를 먼저 확인하지 않으면 부호와 부등호 판단이 모두 흔들릴 수 있는 장면이었다.
밑을 보지 않고 답의 방향부터 정한 순간
학생은 “진수 6이 1보다 크니까 로그값도 양수”라고 적었다. 이어서 밑을 1보다 큰 수로 가정하고, 지수함수의 증가 구간에서 얻는 성질을 그대로 적용하려 했다. 여기서 처음 잘못된 부분은 계산식이 아니라 밑의 조건을 확인하기 전에 후보를 확정한 것이다. logx6에서 x는 아직 정해지지 않았고, 로그의 밑은 0보다 크면서 1이 아니어야 한다.
교사는 답을 바로 고치지 않고 종이에 세 구간을 나누게 했다.
- x≤0: 로그의 밑이 될 수 없음
- 0<x<1: 지수함수 y=xt가 감소함
- x>1: 지수함수 y=xt가 증가함
x=1도 밑에서 제외했다. 그다음 xt=6으로 바꾸어 생각하게 하자, 학생은 “6이 1보다 크다”는 정보만으로는 t의 부호를 정할 수 없다는 사실을 확인했다. x=2라면 t는 양수지만, x=1/2라면 같은 6을 만들기 위해 t는 음수가 된다. 즉, logx6은 밑의 범위가 주어지지 않은 상태에서 하나의 부호로 단정할 수 없다.
조건을 바꾼 새 문제에서 혼자 판단하기
이후에는 풀이 흔적을 지운 새 문제를 제시했다. log381과 log1/381을 각각 판단하는 문제였다. 학생은 먼저 3t=81에서 t=4를 얻었다. 반면 (1/3)t=81은 3-t=34로 바뀌므로 t=-4라고 썼다. 밑이 1보다 큰 경우와 0보다 크고 1보다 작은 경우에 지수의 방향이 달라진다는 점을 수치로 혼자 적용한 것이다.
같은 원리를 부등식에도 옮겼다. log3u>2는 u>9가 되지만, log1/3u>2는 0<u<1/9가 된다. 밑이 감소함수인 경우 부등호 방향이 뒤집히는 과정을 그래프의 오른쪽 이동으로 설명하지 않고, 지수함수의 증가·감소부터 다시 확인하게 했다. 덕분에 외운 문장을 옮기는 대신 밑의 범위에 따라 판단 근거를 선택할 수 있었다.
마지막에는 지수식으로 되돌아가 검산하기
검산은 로그표현을 다시 지수식으로 바꾸는 방식으로 진행했다. log381=4는 34=81이므로 맞고, log1/381=-4는 (1/3)-4=34=81이므로 맞다. 만약 두 값을 모두 4라고 썼다면 두 번째 식은 (1/3)4=1/81이 되어 원래 진수 81과 맞지 않는다. 이 역변환 검산은 부호를 잘못 정한 풀이를 즉시 드러냈다.
소촌동에서 하남주공1단지 인근 생활권을 오가며 공부하는 학생이라면 로그식을 만났을 때 밑의 범위, 지수함수의 증가·감소, 지수식 재대입을 한 묶음으로 기록해 두는 것이 좋다. 단순히 “밑이 1보다 크면 증가”라고 외우는 데서 끝내지 않고, 실제 식의 밑이 어느 구간에 있는지 확인해야 다음 문제에서도 판단이 이어진다.
자주 묻는 질문
- logx6에서 x=1도 가능한가요?
불가능하다. 1을 어떤 실수의 거듭제곱으로 만들어도 항상 1이므로 밑으로 사용할 수 없다. - 진수가 6처럼 1보다 크면 로그값은 항상 양수인가요?
아니다. 밑이 1보다 크면 양수지만, 0과 1 사이의 밑이면 음수가 된다. - 밑이 0보다 작으면 어떻게 되나요?
실수 범위의 일반적인 로그에서는 밑으로 허용하지 않는다. 밑은 0보다 크고 1이 아니어야 한다. - 부등식에서 부호가 바뀌는지 잊었을 때는 어떻게 확인하나요?
로그를 지수식으로 바꾼 뒤 해당 지수함수가 증가하는지 감소하는지 확인하면 된다. - 계산기로 값만 확인해도 충분한가요?
근삿값보다 원래 식에 다시 대입하는 검산이 안전하다. 특히 밑이 0과 1 사이일 때 부호 오류를 쉽게 찾을 수 있다.