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여사건의 확률: ‘모두’ 조건을 부정하는 정확한 방법

서술형 답안의 마지막 줄에는 “하나 이상 실패할 확률은 0.0001”이라고 적혀 있었다. 하지만 계산보다 먼저 확인해야 할 것은 ‘모두 성공’의 반대가 무엇인지였다. 금호동과외 수업에서는 이처럼 문장의 논리부터 점검하며 확률 문제를 해결한다.

학생 풀이 기록에서 발견한 오류

학생은 네 부품이 모두 정상 작동할 확률을 구한 뒤, 그 값을 그대로 “하나 이상 불량일 확률”이라고 썼다.

모든 부품이 정상일 확률 = 0.94 = 0.6561
따라서 하나 이상 불량일 확률 = 0.6561

여기서 잘못된 부분은 계산이 아니라 부정 문장이다. ‘모두 성공’의 여사건은 ‘모두 실패’가 아니라 ‘하나 이상 실패’이다.

‘모두’의 부정은 ‘하나 이상’

네 부품의 상태를 성공 또는 실패로 나타내면 다음과 같다.

  • 모두 성공: 성공·성공·성공·성공
  • 모두 성공이 아님: 하나 이상 실패

따라서 사건 A를 ‘네 부품이 모두 정상’이라고 하면, 여사건 Ac는 ‘네 부품 중 하나 이상 불량’이다.

한 식으로 다시 계산하기

각 부품이 정상일 확률이 0.9이고 부품들의 상태가 서로 독립이라고 하자.

P(A) = 0.94 = 0.6561

그러므로 여사건의 확률은

P(Ac) = 1 - P(A) = 1 - 0.6561 = 0.3439

즉, 네 부품 중 하나 이상 불량일 확률은 0.3439, 곧 34.39%이다.

왜 ‘모두 실패’가 아닌가?

‘모두 성공’이 아닌 경우에는 다음 상황이 모두 포함된다.

  • 첫 번째 부품만 실패
  • 두 부품이 실패
  • 세 부품이 실패
  • 네 부품이 모두 실패

따라서 ‘모두 실패’만 세면 여사건의 일부만 계산하게 된다.

시간 제한 풀이를 검증하는 방법

시험장에서 ‘모두’라는 표현을 만나면 다음 순서로 확인하면 된다.

  1. 기준 사건을 문장으로 정의한다.
  2. 그 문장을 논리적으로 부정한다.
  3. 가능한 경우가 빠짐없이 포함되는지 확인한다.
  4. 필요하면 여사건 공식 P(Ac) = 1 - P(A)를 사용한다.

이번 문제에서는 “모두 정상”의 반대가 “적어도 하나 불량”이므로, 직접 여러 경우를 나누기보다 전체 확률 1에서 모두 정상일 확률을 빼는 것이 가장 간단하다. 금호동고3수학과외에서도 이런 식으로 계산 전 조건과 부정 관계를 먼저 점검한다.

최종 확인

구한 값은 다음 조건과 일치한다.

  • 모두 정상일 확률: 0.6561
  • 하나 이상 불량일 확률: 0.3439
  • 두 확률의 합: 0.6561 + 0.3439 = 1

따라서 올바른 답은 0.3439이다. ‘모두’의 여사건을 ‘하나 이상’으로 바꾸는 것이 이 유형의 핵심이다.

금호동 고2수학과외 학부모 후기

새 풀이 노트를 만든 날, 아이가 틀린 문제를 처음부터 다시 풀고 있나 싶어 가까이 가보게 됐어요. 그런데 문제 전체를 들여다보는 게 아니라 계산이 삐끗한 부분 두 줄만 찾아서 잠시 확인하더라고요. 전에는 어디서 틀렸는지보다 답을 외우듯 기억하려는 모습이 먼저 보였거든요. 집 근처에서 금호동 수학과외 이야기를 나누던 때와는 별개로, 그날은 별다른 말 없이 자기 풀이를 살피는 모습이 눈에 들어왔어요. 이후 교과서를 펼쳤을 때도 계산이 처음 흔들린 줄부터 다시 짚고 넘어갔습니다. 필요한 부분 한 장면만 정리하고는 그대로 공부를 마쳤어요.

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★★★★★학부모 후기

두세 번 수업을 지켜보니 낯을 가리던 아이가 금호동 수업 날부터 선생님을 기다리며 먼저 책상에 앉기 시작했습니다. 모르는 문제를 만나도 바로 답을 주기보다 어디까지 이해했는지 물어보고 스스로 생각할 시간을 주셔서, 숙제를 몰아서 하던 아이가 이제는 모르는 문제를 그냥 넘기지 않게 됐습니다.

★★★★★학부모 후기

주말마다 계획을 세워도 막히는 문제가 나오면 금세 지치던 아이가, 금호동 수학 수업을 다닌 뒤에는 먼저 지난 숙제와 복습할 부분을 직접 확인합니다. 선생님은 정답을 재촉하기보다 풀이 과정을 말하게 하며 부담이 커지지 않도록 진도를 조절해 주셨고, 시험 전에도 새 문제만 늘리지 않고 부족한 부분을 차분히 살펴 주셨습니다. ઘરે?

★★★★★학부모 후기

금호동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 수업 중 이해했다고 얼버무리지 않고 모르는 부분을 조심스럽게 말하기 시작했습니다. 선생님은 학교 과제와 시험 일정을 살펴 수업량을 조절하고, 오답 공책을 함께 보며 맞힌 문제도 설명해보게 했습니다. 어려운 문제를 예전처럼 피하지 않는 모습이 성적보다 먼저 눈에 들어와 만족스러웠습니다.

★★★★★학부모 후기