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로그의 정의와 로그값의 부호를 판단하는 법

“진수가 1보다 크니까 로그값은 양수이다.” 이 판단은 밑의 범위를 확인하지 않아 생긴 오류다. 로그값의 부호는 진수뿐 아니라 밑이 1보다 큰지, 0과 1 사이인지 함께 살펴야 한다.

부호 판단표로 오류 바로잡기

밑의 범위 진수의 범위 로그값의 부호
a>1 x>1 logax>0
a>1 0<x<1 logax<0
0<a<1 x>1 logax<0
0<a<1 0<x<1 logax>0

또한 로그의 정의에 따라 밑은 a>0, a≠1이어야 하고 진수는 x>0이어야 한다. 진수가 1이면 밑의 범위와 관계없이 loga1=0이다.

왜 밑에 따라 부호가 달라질까?

logax는 ay=x를 만족하는 y이다. a>1이면 지수함수 ay가 증가하므로 x가 1보다 클 때 y는 양수이고, 0과 1 사이일 때 y는 음수다. 반대로 0<a<1이면 지수함수가 감소하므로 부호가 뒤집힌다.

계산 없이 판단하는 연습

문제

다음 로그값의 부호를 각각 정하시오.

(1) log25    (2) log3(1/9)    (3) log1/24    (4) log1/3(1/27)

판단 기록

  1. log25: 밑이 1보다 크고 진수가 1보다 크므로 양수이다.
  2. log3(1/9): 밑이 1보다 크고 진수가 0과 1 사이이므로 음수이다.
  3. log1/24: 밑이 0과 1 사이이고 진수가 1보다 크므로 음수이다.
  4. log1/3(1/27): 밑과 진수가 모두 1보다 작은 범위이므로 양수이다.

따라서 정답은 차례로 양수, 음수, 음수, 양수이다. 실제 값인 log25≈2.32나 log1/24=-2를 계산하지 않아도 부호를 결정할 수 있다.

새 문제에 적용하는 확인 순서

하남지구과외에서 이 유형을 다룰 때도 먼저 계산하지 않고 다음 순서를 유지한다.

  1. 밑이 0보다 크고 1이 아닌지 확인한다.
  2. 밑이 1보다 큰지, 0과 1 사이인지 구분한다.
  3. 진수가 1보다 큰지, 0과 1 사이인지 확인한다.
  4. 두 범위의 조합으로 로그값의 부호를 결정한다.

예를 들어 loga(1/4)>0이라는 조건이 있다면 진수는 0과 1 사이이므로 밑은 0과 1 사이여야 한다. 따라서 0<a<1이다. 부호표를 이용하면 계산 없이도 조건을 역으로 해석할 수 있다.

하남지구 고2수학과외 학부모 후기

수학 수업 전날 저녁, 지나가다 아이 책상 위를 보니 풀이 두 개를 양쪽에 나눠 적어 놓았더라고요. 답만 맞는지 보는 게 아니라 두 과정에서 처음 달라지는 부분을 찾아 옆에 조그맣게 표시해 둔 모습이었어요. 하남지구 수학과외 관련 자료를 챙겨보던 때라 책상에 문제집이 펼쳐져 있었는데, 그 장면이 유난히 눈에 띄었습니다. 생각해보면 예전에는 틀린 풀이를 발견해도 결과만 고치고 어디서 판단이 갈렸는지는 따로 남기지 않았거든요. 그런데 이번에는 두 풀이를 나란히 놓고 단계별로 비교하고 있었습니다. 수행평가 자료를 준비하던 날에도 같은 식으로 처음 달라진 지점을 찾아 표시한 뒤, 확인한 자리에는 작은 흔적까지 남겨 두었어요.

★★★★★학부모 후기

금요일 밤에 공부를 끝냈다길래 방에 잠깐 들어가 보게 됐어요. 문제집 여백에 동그라미나 긴 메모가 있는 게 아니라, 계산이 틀어지기 시작한 자리만 아주 작게 표시돼 있더라고요. 어디가 문제였는지 다시 찾기 쉽게 해 둔 모양이었어요. 하남지구 수학과외 이야기를 나누면서도 이런 부분은 따로 말하지 않았는데, 예전에는 다시 볼 문제를 골라도 이렇게 한 지점까지 좁혀 두지는 않았거든요. 그냥 나중에 다시 풀어야겠다고만 해 두는 편이었어요. 새 계산 파일을 재생해 본 날에도 같은 방식이 눈에 띄었습니다. 자료를 다른 곳으로 옮기거나 따로 모아 두지 않고, 계산 실수가 시작된 위치에만 작은 표시를 남겨 두었어요. 문제 전체가 아니라 처음 어긋난 한 부분을 찾아둔 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

오답 파일을 정리하려고 책상 앞에 앉았는데, 정작 책상은 문제집이며 종이가 뒤섞여 있더라고요. 아이가 풀어 둔 문제를 잠깐 보니 답을 맞혔는지 보기 전에 단위와 범위부터 다시 살피고 있더라고요. 답 자체보다 문제에서 요구한 부분이 빠지지 않았는지를 먼저 보는 모습이 눈에 들어왔습니다. 하남지구 수학과외에 관한 이야기를 나누던 때에도 이런 장면은 처음 보게 됐어요. 전에는 다시 확인할 때도 공부했던 순서대로 처음부터 따라가곤 했거든요. 그런데 이번에는 답을 적은 뒤 문제의 조건이나 범위를 먼저 짚고 넘어가더라고요. 새로운 문법 문제를 풀던 날에도 답을 쓴 뒤 요구된 범위와 조건이 빠졌는지부터 확인했어요. 다시 볼 곳은 한 군데만 정해 두고, 나머지 자료는 옆으로 정리하는 식이었습니다.

★★★★☆학부모 후기

하남지구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 시험 범위를 처음 확인한 날에도 선생님은 무리한 계획보다 아이가 지킬 수 있는 공부량부터 함께 정했습니다. 평일 저녁 숙제를 펼쳐 보니 새 문제만 찾던 아이가 틀린 문제를 다시 살피고 있었고, 선생님도 답을 재촉하지 않고 생각할 시간을 충분히 주며 복습을 챙겨 주셨습니다. 시험기간에도 수업을 예전처럼 부담스러워하지 않는 모습이 고마웠습니다.

★★★★★학부모 후기

하남지구에서 과외를 시작할 때만 해도 아이는 틀리는 게 싫어 숙제를 자꾸 미뤘습니다. 선생님은 수업 전 질문을 준비하게 하고, 모르는 내용도 편하게 말하도록 천천히 이끌며 복습할 부분과 다음 과제를 나눠 주셨습니다. 요즘은 저녁에 수학부터 챙기고 질문할 때 눈치를 덜 보는 모습이 보여 안심됩니다.

★★★★☆학부모 후기

수업 전에는 틀릴까 봐 긴장하던 아이가 하남지구 수학과외를 시작한 뒤 조금씩 달라졌습니다. 선생님은 답이 틀려도 처음 어긋난 부분부터 함께 찾아 부담 없이 다시 생각하게 했고, 시험 전날에는 새 문제보다 복습할 내용을 스스로 고르게 도왔습니다. 요즘은 수업에서 배운 내용을 먼저 이야기하는 모습이 보여 마음이 놓입니다.

★★★★★학부모 후기