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수완지구 고2수학과외

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그래프에서 먼저 확인한 지수부등식

학생의 풀이 기록에는 다음 결론이 적혀 있었다.

문제: \(2^x>2^{2-x}\)의 해를 구하여라.

학생 풀이: 밑이 같으므로 \(x>2-x\), 따라서 \(x>1\)

계산 자체는 맞지만, 답을 구한 뒤 그래프에서 해 구간을 확인하지 않은 점이 오류의 시작이었다. 수완지구과외 수업에서는 대수적 계산과 그래프 검증을 함께 진행했다.

교점과 위아래 관계

두 함수를 \(y=2^x\), \(y=2^{2-x}\)로 놓으면 교점은

\[ 2^x=2^{2-x}\Rightarrow x=1,\qquad y=2 \]

이다. \(y=2^x\)는 증가하고 \(y=2^{2-x}\)는 감소하므로 \(x>1\)에서 첫 번째 그래프가 위에 놓인다. 따라서 부등식의 해는

\[ \boxed{x>1} \]

이며, 그래프의 오른쪽 구간과 대수 계산 결과가 일치한다.

새로운 문제에 적용하기

이번에는 밑을 통일해야 하는 문제를 살펴본다.

문제: \(3^{x-1}\le 9^{2-x}\)의 해를 구하여라.

밑을 같게 만든 뒤 방향 판단

\(9=3^2\)이므로

\[ 3^{x-1}\le 3^{4-2x} \]

밑 \(3\)은 \(1\)보다 크므로 지수의 부등호 방향은 바뀌지 않는다.

\[ x-1\le4-2x \Rightarrow 3x\le5 \Rightarrow \boxed{x\le\frac53} \]

그래프 검증으로 마무리

함수 \(y=3^{x-1}\)는 증가하고, \(y=9^{2-x}=3^{4-2x}\)는 감소한다. 두 그래프의 교점의 \(x\)좌표는 \(\frac53\)이다.

따라서 교점의 왼쪽인 \(x\le\frac53\)에서 \(3^{x-1}\)이 아래에 놓인다. 그래프가 보여 주는 성립 구간이 계산 결과와 같으므로 최종 해는

\[ \boxed{(-\infty,\frac53]} \]

이다. 지수함수는 모든 실수 \(x\)에서 정의되므로 별도의 정의역 제한은 없다.

수완지구 고2수학과외 학부모 후기

모의고사 성적표를 식탁에 올려둔 날이었어요. 아이가 틀린 문제를 처음부터 다시 푸는 줄 알았는데, 문제 전체는 건드리지 않고 계산이 어긋난 두 줄만 한참 들여다보고 있더라고요. 예예전에는 공부를 끝내면 지나간 부분을 다시 펼쳐 보는 일이 거의 없었거든요. 이번 모습은 조금 달랐습니다. 수완지구 수학과외 이야기를 나누며 집에서 보이는 공부 장면도 유심히 보게 됐는데, 시험 전 마지막 복습을 하던 저녁에는 계산이 처음 틀어진 줄부터 거꾸로 따라가고 있었어요. 그리고 다시 확인할 곳은 다른 풀이와 섞이지 않도록 따로 남겨두더라고요. 틀린 문제 전체보다 계산이 시작된 지점을 먼저 살피는 모습이 눈에 띄었습니다.

★★★★★학부모 후기

서술형 숙제를 하던 밤, 아이가 처음 풀었던 방법과 다른 방식으로 마지막 결과를 다시 확인하고 있더라고요. 확인한 곳에는 길게 설명하지 않고 짧게 표시만 해뒀어요. 예예전에는 틀린 부분을 발견해도 그 앞뒤 계산까지 이어서 살펴보는 모습이 거의 없었는데, 이번에는 결과 하나를 그냥 넘기지 않더라고요. 수완지구 수학과외 이야기를 나누며 집에서 보이는 공부 장면도 자연스럽게 눈여겨보게 됐어요. 월요일 아침 가방을 챙기기 전날 공부 흔적을 보니, 문제를 덮기 직전 마지막 계산값을 처음과 다른 방식으로 한 번 더 확인한 자국이 남아 있었습니다. 답만 맞는지 보는 데서 끝내지 않고 계산 과정을 거슬러 확인한 점이 전과 달랐어요.

★★★★☆학부모 후기

문제집과 자료를 챙기다가 아이가 멈춰 서 있길래 무슨 일인가 봤더니, 함수 문제의 그래프를 그냥 지나치지 않고 다시 그리고 있더라고요. 식을 옆에 펼쳐 놓은 채 그래프 모양이 식의 내용과 맞는지 하나씩 대조하고 있더라고요. 예전에는 공부가 끝나면 답이 맞았는지만 보고, 중간에 어떤 판단을 했는지는 다시 들여다보지 않았거든요. 수완지구 수학과외 이야기를 나누던 때에도 저는 이런 장면까지는 생각하지 못했어요. 그런데 시험과 상관없는 평일 밤, 다른 함수 자료를 보면서도 식과 그래프를 나란히 놓고 비교하는 모습이 또 보였습니다. 책상을 치우면서도 확인할 부분을 바로 정리하지 않고, 다음에 살펴볼 위치를 남겨 둔 채 자료를 펼쳐 놓았어요.

★★★★★학부모 후기

어려운 단원을 앞두고 수완지구 수학과외를 시작했는데, 아이는 문제를 천천히 읽지 않아 아는 문제도 답을 몇 번씩 확인하곤 했습니다. 선생님은 집중이 흐트러진 날 문제 수를 줄이고, 틀린 문제를 피하지 않도록 실수한 이유부터 함께 정리한 뒤 스스로 이어서 풀 시간을 남겨 주셨습니다. 복습을 미루는 날에도 다음 날 다시 책상에 앉는 모습이 늘어 작은 변화지만 부모로서 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★☆학부모 후기

예전에는 문제를 조금 풀다 막히면 모르는 척하고 책을 덮었는데, 수완지구에서 수학 과외를 시작한 뒤로는 숙제하다 생긴 질문을 먼저 꺼내게 됐습니다. 선생님은 틀렸다고 바로 지적하기보다 생각이 달라진 지점을 함께 찾아 주시고, 그날 할 일과 다음에 복습할 내용을 나눠 주셨습니다. 집에서도 궁금했던 문제를 다시 이야기하는 모습이 보여서 작은 변화가 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

수완지구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 평일에 집에 오면 먼저 오늘 틀린 문제부터 다시 펼쳐 보는 모습이 눈에 띄었습니다. 선생님은 숙제를 한꺼번에 많이 내기보다 아이가 해낼 수 있는 양으로 나누고, 수업 전에 궁금한 문제를 직접 골라 오게 하셨습니다. 숙제가 밀린 날에도 포기하지 않고 할 수 있는 것부터 시작하는 변화가 고마웠습니다.

★★★★★학부모 후기