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주월동 고2수학과외

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정적분 오답은 계산보다 앞선 한 줄에서 시작된다

학생은 다음 식의 값을 구하는 과정에서 적분을 마친 뒤 계수를 제곱했다.

문제 \(f,g\)가 \([0,2]\)에서 연속이고

\[ \int_0^2 f(x)\,dx=3,\qquad \int_0^2 g(x)\,dx=2 \] 일 때, \[ \int_0^2\{3f(x)+2g(x)\}\,dx \] 의 값을 구하여라.

학생 풀이 기록에서 드러난 오류

학생은 다음과 같이 계산했다.

\[ \int_0^2\{3f(x)+2g(x)\}\,dx =3^2\int_0^2f(x)\,dx+2^2\int_0^2g(x)\,dx \]

따라서 \(9\cdot3+4\cdot2=35\)라고 답했다. 그러나 상수배는 제곱하지 않는다.

상수배와 합의 선형성으로 다시 정리하기

정적분은 다음 두 성질을 따른다.

  • \(\displaystyle \int_a^b cf(x)\,dx=c\int_a^b f(x)\,dx\)
  • \(\displaystyle \int_a^b\{f(x)+g(x)\}\,dx=\int_a^bf(x)\,dx+\int_a^bg(x)\,dx\)

따라서 계수는 그대로 밖으로 나오고, 합은 각각의 적분으로 나뉜다.

\[ \begin{aligned} \int_0^2\{3f(x)+2g(x)\}\,dx &=3\int_0^2f(x)\,dx+2\int_0^2g(x)\,dx\\ &=3\cdot3+2\cdot2\\ &=13 \end{aligned} \]

미지 적분값이 포함된 식에 적용하기

\[ A=\int_0^1f(x)\,dx,\qquad B=\int_0^1g(x)\,dx \] 라 하고, \[ 2A+B=8,\qquad A-B=1 \] 이 주어졌다고 하자.

두 번째 식에서 \(A=B+1\)이므로 첫 번째 식에 대입하면 \(3B+2=8\), 즉 \(B=2\), \(A=3\)이다.

그러므로

\[ \int_0^1\{3f(x)+2g(x)\}\,dx=3A+2B=3\cdot3+2\cdot2=13 \]

최종 확인

적분기호 안의 각 항에 붙은 계수 \(3,2\)는 적분 후에도 그대로 유지된다. 계수를 제곱하거나 전체 합에 한 번만 곱하는 것은 선형성에 맞지 않는다.

이런 변형을 반복해서 점검하는 주월동과외에서는 계산 결과보다 먼저 계수와 항의 구조를 표시하게 하여 같은 오답을 예방한다.

주월동 고2수학과외 학부모 후기

새 학기 첫 수학시험을 앞두고 책상 위가 꽤 어수선했어요. 정리 좀 하라고 말하려다가 아이가 답지를 펼치지 않은 채 전에 적어 둔 계산을 한 줄씩 살펴보는 모습이 눈에 띄었습니다. 주월동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면은 처음 보게 됐어요. 원래는 문제를 풀고 나서도 궁금한 부분을 따로 표시해 두는 일이 거의 없었거든요. 그런데 그날에는 계산 과정을 아래에서 위로 다시 따라가며 어디서 달라졌는지 확인하고 있더라고요. 답을 바로 찾아보지 않고 자기 손으로 적은 흔적부터 보고 있는 게 전과는 달랐습니다. 수학 수업이 없는 평일 저녁에도 해설을 펼치기 전에 먼저 계산한 줄들을 차례로 되짚어 봤어요. 확인한 부분을 지우거나 새로 덧쓰지 않고, 원래 풀이가 남아 있는 상태로 책을 덮었습니다.

★★★★★학부모 후기

주말에 시험 범위를 다시 펼쳐 놓았는데, 기하 문제를 그냥 처음부터 읽고 있지는 않더라고요. 필요한 조건만 골라 종이에 새 그림을 그리고, 그중 한 부분에만 체크를 한 뒤 자료를 덮었습니다. 예예전에는 공부를 끝내면서 그날 미처 확인하지 못한 내용까지 그대로 닫아 두는 일이 있었거든요. 단원평가를 본 날에도 비슷한 장면이 눈에 띄었어요. 공부를 마친 페이지에 문제 그림을 새로 그려 놓고, 글로 된 조건을 그림 옆에 다시 옮겨 적어 둔 거예요. 원래 있던 그림을 그대로 바라보는 대신, 필요한 정보만 따로 모아 풀이를 이어 간 흔적이 보였습니다. 주월동 수학과외 이야기를 나누며 봤던 여러 자료 중에서도, 이날은 그 한 페이지가 유난히 구체적으로 남았어요. 그 뒤 시험 범위를 확인할 때도 새로 만든 그림에서 필요한 부분만 짚고 넘어갔습니다. આખ.

★★★★★학부모 후기

긴 문장을 해석하는 문제를 풀다가 해설지로 넘어가지 않고, 자기 계산을 위에서부터 한 줄씩 다시 살피고 있더라고요. 확인이 끝난 부분과 아직 들여다보지 못한 부분을 따로 나눠 두는 모습도 보였어요. 답을 맞혔는지만 보던 때와는 달랐습니다. 학교 숙제 제출 전날 책상 위가 워낙 어수선해서 정리를 도와주려다 잠깐 보게 됐어요. 주월동 수학과외 이야기를 나누던 시기였지만, 그날 눈에 들어온 건 수업 이야기가 아니라 아이가 펼쳐 둔 계산 과정이었어요. 답지는 옆에 있었는데 손대지 않고, 앞서 적은 식을 한 줄씩 거꾸로 확인하고 있었습니다. 예전에는 중간에 어떤 판단을 했는지 적기보다 마지막 결과만 남겨 두곤 했거든요. 그런데 그날에는 자기 계산을 따라가며 어디까지 확인했는지 구분해 놓았어요. 숫자 하나를 바로 지우거나 답을 베끼는 대신, 적어 둔 줄을 다시 짚는 모습이 가장 선명하게 남았습니다.

★★★★☆학부모 후기

숙제 검사를 받는 순간에도 아이가 풀이를 대충 넘기지 않고, 맞힌 문제를 왜 그렇게 풀었는지 직접 설명하려는 모습이 눈에 띄었습니다. 주월동에서 수업을 이어가며 선생님은 진도보다 이해 여부를 먼저 살피고, 시험 전에는 부족한 부분을 다시 복습해 주셨습니다. 틀린 뒤에도 쉽게 풀이 죽지 않고 다시 문제를 보는 태도가 생겨 부모로서 가장 고마웠습니다.

★★★★★학부모 후기

처음에는 수업 전 질문할 문제를 따로 정리하지 않던 아이가 주월동 수학과외를 시작한 뒤, 지난주에 틀린 문제에 표시를 해두기 시작했습니다. 선생님은 시험 전 새 진도보다 부족한 부분을 차분히 되짚고 스스로 다시 풀 시간을 주셨고, 이제는 틀려도 오래 풀이를 멈추지 않는 모습이 눈에 띕니다.

★★★★★학부모 후기

주월동에서 수학 과외를 시작하기 전에는 아이가 수업 시간만 되면 긴장하고, 답이 바로 나오지 않으면 숙제부터 미루곤 했습니다. 선생님은 진도보다 이해를 먼저 살피며 사소한 질문도 왜 궁금했는지 차분히 들어주셨고, 시험 전날에는 복습할 내용과 질문을 함께 정리했습니다. 요즘은 숙제가 많다고 느껴질 때 먼저 말하고, 예전보다 편한 마음으로 수학을 시작합니다.

★★★★★학부모 후기