장덕동 고2수학과외







학생 풀이 기록에서 드러난 혼동
장덕동의 한 학생은 함수 f(x)=x²+1의 x=2에서 미분계수와 접선의 관계를 정리하며 다음과 같이 적었다.
“접점의 좌표는 (2, 5)이므로 미분계수는 5이다.”
접점의 y좌표와 접선의 기울기를 같은 값으로 본 것이 오류다. 이 부분은 장덕동과외 수업에서 그래프와 식을 함께 놓고 바로잡을 수 있다.
할선의 기울기에서 미분계수로
접점 (2, 5)와 근처의 점 (2+h, (2+h)²+1)을 잇는 할선의 기울기는
[(2+h)²+1-5] ÷ h = (4h+h²) ÷ h = 4+h
이다. h가 0에 가까워지면 이 값은 4에 가까워지므로
f′(2)=4
가 된다. 따라서 접선의 기울기도 4이며, 함수값 f(2)=5와는 서로 다른 정보다.
그래프에서 부호를 판단하는 새 문항
어떤 함수의 그래프가 x=3에서 오른쪽으로 갈수록 내려가는 접선을 가진다고 하자. 이때 해당 점에서의 미분계수 부호를 판단하면?
접선이 오른쪽으로 내려가므로 기울기는 음수이다. 미분계수는 그 점에서의 접선 기울기이므로
f′(3)<0
이다. 접점의 y좌표가 양수인지 음수인지는 미분계수의 부호를 결정하지 않는다.
표현을 바꾼 재풀이
함수 g(x)=x³-2x의 x=1에서 접선의 기울기와 접점의 y좌표를 각각 구하자.
g(1)=1-2=-1
g′(x)=3x²-2이므로
g′(1)=3-2=1
따라서 접점은 (1,-1), 접선의 기울기는 1이다. “접선의 기울기는 -1”이라는 설명은 함수값을 미분계수로 바꿔 적은 오류다.
최종 확인: 한 문장으로 구별하기
- 함수값: 접점의 위치를 나타내는 y좌표
- 미분계수: 그 점에서의 접선 기울기
- 접선의 방정식: 두 정보를 이용해 결정
f(2)=5, f′(2)=4인 경우 접선은 y-5=4(x-2)이다. 이처럼 함수값과 미분계수를 분리하면 접선 문제의 판단이 정확해진다.