소촌동 고2수학과외







최종 확인에서 거꾸로 찾은 분모 조건
정광고등학교 학생의 풀이 기록에는 다음 결론이 적혀 있었다.
“분자와 분모가 다항함수이므로 유리함수는 모든 실수에서 연속이다.”
하지만 마지막 줄을 검산하자 \(x=1\)에서 식 자체가 정의되지 않는 문제가 드러났다. 소촌동과외 수업에서는 연속성을 판단하기 전에 분모가 0이 되는 점을 먼저 확인하도록 교정했다.
하나의 식에서 출발하기
다음 함수의 연속 구간을 구해 보자.
\[ f(x)=\frac{x^2-1}{x-1} \]
분자와 분모는 모두 다항함수이므로 연속이다. 그러나 몫의 연속성 정리는 분모가 0이 아닌 곳에서만 적용된다.
\[ x-1=0 \Rightarrow x=1 \]
따라서 \(f(x)\)의 정의역은 \(\mathbb{R}\setminus\{1\}\)이고, 연속 구간은
\[ (-\infty,1)\cup(1,\infty) \]
이다. \(x^2-1=(x-1)(x+1)\)로 약분하면 \(x+1\)을 얻지만, 약분은 \(x=1\)에서 원래 함수가 정의된다는 뜻이 아니다.
교정 전후 비교
| 구분 | 판단 | 문제점 |
|---|---|---|
| 교정 전 | 분자와 분모가 연속이므로 모든 실수에서 연속 | 분모가 0인 \(x=1\)을 확인하지 않음 |
| 교정 후 | 분모가 0이 아닌 구간에서 연속 | 정의역과 제외점을 함께 반영함 |
중간식 복원하기
학생이 빠뜨린 중간식은 다음과 같다.
- 분자와 분모가 연속인지 확인한다.
- 분모 \(x-1\)이 0이 되는 점 \(x=1\)을 찾는다.
- 그 점을 제외한 구간에서 몫의 연속성을 적용한다.
따라서 “모든 실수에서 연속”이 아니라 “\(x=1\)을 제외한 모든 실수에서 연속”이라고 써야 정확하다.
새 문제로 검증하기
이번에는
\[ g(x)=\frac{2x+3}{x^2-4} \]
를 살펴보자. 분모 조건은
\[ x^2-4\ne0 \Rightarrow x\ne-2,\;x\ne2 \]
이므로 \(g(x)\)는 \((-2,2)\), \((-\infty,-2)\), \((2,\infty)\)에서 연속이다. 분모 조건을 먼저 쓰는 습관이 유리함수 문제의 핵심이다. 필요하다면 소촌동고3수학과외에서도 같은 방식으로 정의역과 연속 구간을 함께 점검할 수 있다.