첨단지구 고1수학과외







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두 직선이 수직인지 묻는 문제에서 학생은 문자 역할을 자주 바꾸어 읽었다. 직선의 방정식이 \(ax+by+c=0\), \(px+qy+r=0\)으로 주어졌는데, \(a,b,p,q\)는 각각 \(x,y\)의 계수이고 \(c,r\)은 상수항이라는 구분이 흐려진 상태였다. 그래서 상수항까지 곱해 수직 조건을 세우려 했다.
계수의 자리를 표시하자 식의 역할이 분리됐다
풀이 종이의 두 식에서 \(x\)와 \(y\) 앞의 계수만 괄호로 묶어 표시했다. 두 직선의 법선벡터를 각각 \((a,b)\), \((p,q)\)로 보면 수직 조건은
\(ap+bq=0\)
이다. 상수항 \(c,r\)은 직선의 위치를 정할 뿐 수직 여부를 결정하는 식에는 들어가지 않는다. 예를 들어 \(2x+3y-1=0\), \(3x-2y+5=0\)에서는 \(2\cdot3+3\cdot(-2)=0\)이므로 두 직선은 수직이다.
문장으로 바뀐 조건에서도 같은 기준을 사용했다
다음 문제에서는 한 직선의 법선벡터가 \((m,4)\), 다른 직선의 법선벡터가 \((2,-m)\)이라고 제시했다. 학생은 식의 모양이 사라지자 다시 상수처럼 취급하려 했지만, 각 문자가 벡터의 어느 성분인지 먼저 적은 뒤
\(m\cdot2+4\cdot(-m)=0\)
을 세웠다. 이 식은 모든 \(m\)에 대해 성립하므로, 수직 조건만으로 \(m\)을 하나로 정할 수 없다는 점도 확인했다. 조건이 부족할 때 임의의 값을 정하지 않는 판단까지 함께 연습했다.
수직 여부를 방향벡터로 다시 확인했다
마지막에는 법선벡터가 아닌 방향벡터를 사용했다. \((a,b)\)에 수직인 방향벡터를 \((-b,a)\)로 두고, 두 방향벡터의 내적이 0인지 확인하게 했다. 앞의 두 직선에서는 방향벡터를 \((-3,2)\), \((2,3)\)으로 잡을 수 있고, 내적은 \(-6+6=0\)이다.
학생은 계수와 상수항을 섞지 않고, 문자의 값보다 먼저 그 문자가 식에서 맡은 자리를 확인하는 방식으로 처음 보는 수직 조건 문제도 검토할 수 있게 됐다.