삼각동 고등수학과외







삼각동 고등수학과외에서는 지수부등식을 풀 때 계산 결과보다 밑의 크기를 먼저 판별하는 습관을 실제 풀이에 연결합니다. 국제고등학교와 고려고등학교를 준비하는 학생도 같은 식을 보고 부등호 방향을 감으로 정하면 곧바로 다음 단계의 근거가 흔들릴 수 있습니다. 삼각동의 용두주공아파트1차와 첨단지구 생활권에서 학습하는 학생에게도 자주 나타나는 장면은, 로그 계산과 지수함수의 증가·감소를 한 줄에 섞어 쓰는 경우입니다.
11x=121에서 시작된 착각
한 학생은 지수부등식 문제를 풀기 전 기준식으로 11x=121을 적었습니다. 121이 112이므로 x=2라는 계산은 맞았지만, 곧바로 “밑이 크니까 x는 1보다 크다”라고 적었습니다. 여기서 처음 오류가 생겼습니다. 등식의 해 x=2와 부등식에서 부등호 방향을 판단하는 조건을 한 문장으로 합쳐 버린 것입니다.
11x=121의 해는 x=2이다. 밑 11이 1보다 큰 사실은 지수함수가 증가한다는 뜻이며, 부등식의 방향을 보존한다는 근거로 따로 기록한다.
교정할 때는 두 접근을 나란히 놓았습니다. 첫째, 121을 112로 바꾸어 등식의 해를 구합니다. 둘째, 양변에 밑이 11인 로그를 취해 x=log11121=2를 확인합니다. 로그를 쓰는 순간에도 진수 121이 양수라는 조건과 해 x=2를 분리해 적게 했습니다. ‘x>1’은 이 등식의 정의역 조건이 아니며, 별도 부등식에서 얻은 결론일 때만 의미가 있다는 점도 표시했습니다.
부등호 방향을 기준식으로 확인하기
이후 11x>121을 제시했습니다. 11은 1보다 크므로 지수함수 y=11x는 x가 커질수록 증가합니다. 따라서 11x>112에서 x>2가 됩니다. 학생은 처음에 로그를 취한 뒤에도 부등호를 뒤집으려 했지만, 밑 11의 증가성을 그래프로 표시하고 두 수를 대입해 수정했습니다. x=3이면 113>121이고 x=1이면 111<121이므로 방향이 보존된다는 사실이 눈에 보였습니다.
반대로 밑이 0과 1 사이이면 같은 절차가 달라집니다. 0.5x>0.25를 0.5x>0.52로 바꾸면 함수가 감소하므로 x<2입니다. x=1을 넣으면 0.5>0.25가 성립하고, x=3을 넣으면 0.125>0.25가 거짓입니다. 밑의 범위를 확인하지 않은 채 기계적으로 x>2를 쓰면 반례 하나로 풀이 전체가 무너집니다.
조건을 바꾼 독립 풀이
학습 시간을 이전보다 20% 줄인 상황을 가정해, 앞서 쓴 풀이를 보지 않고 11x>1331을 풀게 했습니다. 학생은 먼저 1331=113을 확인하고, 밑 11>1이므로 x>3이라고 적었습니다. 이번에는 밑의 크기와 기준 지수를 각각 분리해 적었고, 로그를 취할 때도 방향을 유지했습니다.
마지막에는 원식으로 되돌아가기
검산은 로그식만 다시 보는 방식으로 끝내지 않았습니다. 경계값 x=3을 원식에 대입하면 113=1331이므로 엄격한 부등식에서는 제외됩니다. x=4에서는 14641>1331이 성립하고, x=2에서는 121<1331이 됩니다. 경계값과 양쪽의 대표값을 함께 확인하자 해집합 x>3이 계산 결과가 아니라 원래 지수식에서도 유지되는 결론임을 확인할 수 있었습니다.
자주 묻는 질문
11x=121에서 x>1이라고 써도 되나요?
해가 x=2이므로 결과적으로는 맞지만, 등식의 해를 구한 근거와 부등식의 조건을 혼동한 표현입니다. x=2라고 정확히 씁니다.
밑이 1이면 부등호는 어떻게 되나요?
1x는 언제나 1이므로 증가·감소 함수로 볼 수 없습니다. 양변과 비교해 별도로 판단해야 합니다.
로그를 취하면 항상 부등호가 그대로인가요?
로그의 밑이 1보다 크면 그대로이고, 0과 1 사이면 방향이 바뀝니다. 진수는 양수여야 합니다.
그래프를 꼭 그려야 하나요?
매번 정교하게 그릴 필요는 없지만, 밑의 범위가 헷갈릴 때 증가·감소 방향을 짧게 표시하면 오류를 빠르게 발견할 수 있습니다.