문흥동 고2수학과외







문흥동과외에서 적분구간 분할을 지도할 때는 구간을 나눈 이유부터 확인해야 합니다. 같은 함수라도 정적분값을 구하는지, 그래프와 축 사이의 넓이를 구하는지에 따라 분할 기준이 달라집니다.
최종 검증 장면에서 거꾸로 확인하기
학생은 다음 함수의 정적분과 넓이를 모두 구했습니다.
f(x)=x²−4, −3≤x≤3
| 구간 | 함수의 부호 | 정적분 계산 | 넓이 계산 |
|---|---|---|---|
| [-3,-2] | 양수 | 그대로 계산 | 그대로 계산 |
| [-2,2] | 음수 | 그대로 계산 | 절댓값 처리 |
| [2,3] | 양수 | 그대로 계산 | 그대로 계산 |
영점은 x=-2, 2입니다. 이 지점은 넓이를 구할 때 필요한 분할점이지, 정적분을 반드시 나누어 계산해야 하는 기준은 아닙니다.
정적분값
원시함수를 F(x)=x³/3−4x라 하면
∫-33(x²−4)dx=F(3)−F(-3)=−3−3=−6
따라서 정적분값은 −6입니다. 한 번에 계산해도 되고, 분할하더라도 부호를 유지해야 합니다.
그래프와 축 사이의 넓이
f(x)는 [-3,-2], [2,3]에서 양수이고 [-2,2]에서 음수입니다.
∫-3-2f(x)dx=7/3, ∫-22f(x)dx=−32/3, ∫23f(x)dx=7/3
넓이는 음수 구간을 절댓값으로 바꾸므로
7/3+32/3+7/3=46/3
학생 풀이에서 고칠 판단
학생은 영점마다 구간을 나눈 뒤 정적분 계산에서도 모든 결과를 양수로 바꾸었습니다. 이 방식은 넓이에는 맞지만 정적분에는 맞지 않습니다.
정리하면, 정적분은 부호를 보존하고 필요하면 한 번에 계산하며, 넓이는 부호가 바뀌는 지점에서 나누어 절댓값을 적용합니다.
짧은 확인 문제
f(x)=x−1을 [0,3]에서 적분할 때 영점 x=1은 넓이 계산의 분할점입니다. 그러나 정적분값은
∫03(x−1)dx=[x²/2−x]03=3/2
로 한 번에 구할 수 있습니다. 같은 함수라도 질문이 정적분인지 넓이인지 먼저 구분해야 합니다.