치평동 고등수학과외







치평동 고등수학과외에서 로그 단원을 다룰 때는 계산 속도보다 로그 성질을 적용하는 첫 순간을 자세히 살핀다. 전남고등학교 학생과 문제를 풀며 특히 자주 확인한 장면은 logx12를 보고도 곱셈 구조와 덧셈 구조를 구분하지 못해 다음 풀이 시작점을 놓치는 경우였다. 상무금호아파트와 상무대우아파트 인근에서 학습하는 학생들도 이 부분을 단순 암기로 넘기기보다 식의 모양을 직접 바꾸어 보는 연습이 필요하다.
logx12에서 멈춘 지점
학생은 여백에 먼저 조건을 적었다. 밑은 x>0이고 x≠1이어야 하며, 진수도 양수여야 한다는 내용이었다. 그런데 정작 식을 바라보면서는 “12는 더 나뉘지 않는 수인가?”라고 생각한 뒤 펜을 멈췄다. 로그의 합·차 성질을 배웠지만, logx12 안의 12를 곱셈으로 분해해야 한다는 연결이 바로 떠오르지 않은 것이다.
이때 풀이를 억지로 이어 가며 logx12를 logx1+logx2처럼 바꾸면 안 된다. 실제로 1×2는 2이므로 원래 진수 12와 맞지 않는다. 먼저 12=3×4를 확인하고,
logx12=logx(3×4)=logx3+logx4
라고 써야 한다. 로그의 곱셈 성질은 진수의 곱을 로그의 합으로 바꾸는 규칙이다. 진수의 합을 로그의 합으로 바꾸는 규칙이 아니므로, 식의 모양을 읽는 순서가 풀이의 출발점이 된다.
조건을 적은 뒤 성질을 선택하는 연습
학생에게는 정답 식을 바로 외우게 하지 않고, 원식 옆에 세 가지를 적게 했다. 첫째, 밑의 조건이다. 둘째, 진수의 곱·몫 여부다. 셋째, 변형한 뒤 다시 원래 식으로 돌아갈 수 있는지다. 이 과정을 거치면 logx12는 곱 구조가 있으므로 합 성질을 사용할 수 있고, logx(3/4)는 차 성질로 연결된다는 판단이 분명해진다.
logx(ab)=logxa+logxb, logx(a/b)=logxa−logxb는 a와 b가 양수일 때만 사용할 수 있다.
이후 숫자를 바꾼 문제에서 학생 혼자 판단하게 했다. log218은 18=2×9로 분해하여 log22+log29로 정리했고, 밑을 1/2로 바꾼 log1/218에서도 밑이 0보다 크고 1이 아니라는 조건을 확인한 뒤 같은 곱셈 성질을 적용했다. 밑이 2보다 작아지면 그래프가 감소한다는 점은 값의 방향을 해석할 때 영향을 주지만, 곱셈 성질 자체가 사라지는 것은 아니다.
그래프 방향을 바꾸어도 식의 구조는 남는다
다음에는 log312와 log1/312를 비교했다. 밑이 3일 때 로그함수는 증가하고, 밑이 1/3일 때는 감소하지만 두 식 모두 12=3×4라는 진수의 구조를 가진다. 학생은 그래프 방향이 바뀌었다고 해서 log1/3(3×4)를 log1/33−log1/34로 바꾸려 했고, 곱셈은 밑의 크기와 무관하게 합으로 연결된다는 점을 다시 고쳤다.
마지막에는 규칙을 원식에 재대입했다. logx3+logx4를 합치는 과정에서 다시 logx(3×4)=logx12가 되므로 변형이 원래 식과 일치한다. 반대로 잘못된 규칙 logx(3+4)=logx3+logx4를 시험하면, x=10일 때 왼쪽은 log107이고 오른쪽은 log1012라서 서로 다르다. 이 반례를 직접 계산한 뒤 학생은 로그 밖의 덧셈에는 곱셈 성질을 적용할 수 없다는 사실을 기억하게 됐다.
자주 묻는 내용
logx12를 반드시 분해해야 하나요?
문제의 목적에 따라 다르다. 값의 비교나 식의 변형이 필요하다면 12=3×4처럼 분해할 수 있지만, 모든 로그를 무조건 여러 항으로 나눌 필요는 없다.
밑이 1/2여도 곱셈 성질을 쓰나요?
밑이 0보다 크고 1이 아니면 사용할 수 있다. 다만 그래프가 감소하므로 부등식의 방향을 판단할 때 별도 확인이 필요하다.
진수의 합도 로그의 합으로 바꿀 수 있나요?
바꿀 수 없다. logx(a+b)와 logxa+logxb는 일반적으로 다르며, x=10, a=3, b=4만 대입해도 차이를 확인할 수 있다.
로그 성질을 적용하기 전 무엇을 확인하나요?
밑의 범위, 진수의 양수 조건, 그리고 진수가 곱인지 몫인지부터 확인한다. 그다음 변형한 식을 다시 합쳐 원식과 같은지 검산한다.