수완동 고1수학과외







수완동 고1수학과외, 정수해의 조건이 바뀌면 해의 범위도 달라진다
계산은 빠른데 정수해를 고르는 마지막 단계에서 자꾸 답이 달라졌다. 학생은 식을 변형한 뒤 후보를 찾았지만, 문제에 제시된 조건이 각 후보에 계속 적용되어야 한다는 점을 놓치고 있었다. 수완동의 이야기꽃도서관에서 진행한 학습에서는 부정방정식의 해를 구하는 과정과 조건을 보존하는 과정을 하나의 흐름으로 묶었다.
후보를 구한 뒤 조건을 빠뜨린 장면
예를 들어 양의 정수해를 구하는 식
2x+3y=17
에서 학생은 한 해인 (1, 5)를 찾은 뒤, 계수의 규칙을 이용해 후보를 늘려 갔다. 그러나 x와 y가 양의 정수라는 조건을 별도로 확인하지 않아, 범위를 벗어난 값을 해로 포함할 뻔했다. 식을 만족하는 것과 문제의 조건까지 만족하는 것은 같은 판단이 아니었다.
먼저 x=1+3t, y=5-2t로 나타내고, 양의 정수 조건을 적용해 t의 범위를 정리했다. t=0, 1, 2일 때만 각각 (1,5), (4,3), (7,1)이 남는다. 이후 학생은 계산 결과만 표시하지 않고, 각 후보가 양의 정수 조건을 유지하는지 옆줄에 짧게 기록했다.
조건이 해를 걸러내는 과정
같은 식에 x>y라는 조건을 추가하자 후보 중 (1,5)는 제외되고 (4,3), (7,1)만 남았다. 이때 식을 만족하는 후보를 다시 전부 계산한 것이 아니라, 이미 얻은 정수해에 새로운 조건을 적용해 해의 집합이 어떻게 달라지는지 확인했다.
- 식의 정수해: (1,5), (4,3), (7,1)
- 추가 조건 x>y 적용: (4,3), (7,1)
- 탈락 이유: (1,5)는 x>y를 만족하지 않음
학생은 조건이 추가되면 기존 해가 자동으로 유지되는 것이 아니라 일부가 제외될 수 있다는 점을 식과 문장으로 연결해 설명했다. 특히 마지막 후보를 결정할 때 조건을 생략하지 않도록, 해를 적은 줄마다 조건 사용 흔적을 남겼다.
문자와 조건의 위치를 바꾼 적용
다음에는 문자를 바꾸어 3a-2b=7의 음이 아닌 정수해 중 a+b가 10 이하인 경우를 찾았다. 이전 문제처럼 양의 정수 조건을 그대로 옮기지 않고, a와 b가 0을 포함하는지부터 다시 읽었다.
a=1+2t, b=3t로 둘 수 있으므로 a+b=1+5t이다. 음이 아닌 정수 조건과 a+b≤10을 함께 적용하면 t=0, 1일 때만 가능하다. 따라서 해는 (a,b)=(1,0), (3,3)이다. 학생은 문자 이름이 바뀌어도 조건의 의미까지 바뀌는 것은 아니라는 점을 구분했다.
마지막에는 식과 조건을 따로 확인했다
새 문제에서는 후보를 먼저 고른 뒤 조건을 확인하는 대신, 조건 a+b≤10에서 가능한 t의 범위를 먼저 판단하게 했다. 그 결과 t=2이면 a+b=11이 되어 탈락한다는 사실을 계산 중간에 발견했다.
최종적으로 남은 두 해를 원식에 각각 대입해 3a-2b=7이 되는지 확인하고, 동시에 a+b≤10도 만족하는지 따로 점검했다. 학생은 정수해를 찾는 과정에서 식의 성립 여부와 조건의 보존 여부를 분리해 확인해야 한다는 기준을 다음 문항에도 적용했다.