금사동 고1수학과외







금사동 고1수학과외, 곱셈공식 변형에서 반례로 판단하기
학생은 곱셈공식이 변형된 식을 보자마자 계수부터 합치려 했다. 특히 (x+2)²=x²+4처럼 보이는 식을 전개하지 않고, 상수항과 문자항을 비슷한 역할로 처리한 것이 출발점이었다.
사라진 항을 그래프로 확인한 순간
이 식은 제곱을 두 항에 따로 적용할 수 없으므로 일반적으로 성립하지 않는다. 교사는 전개 결과가 x²+4x+4가 된다는 사실보다, 가운데 항인 4x가 빠졌다는 점에 집중하게 했다. 이후 양변을 함수로 보고 x값에 따른 차이를 간단히 살펴보니, x=1에서 왼쪽은 9, 오른쪽은 5가 되어 등식이 깨졌다.
두 항의 제곱만 남기려면 가운데 곱셈항이 사라지는 특별한 조건이 필요하다.
학생은 이를 통해 계수의 모양이 비슷하다는 이유만으로 항을 합칠 수 없으며, 전개 과정에서 각 항의 역할을 보존해야 한다는 기준을 세웠다.
상수항의 위치가 바뀐 식에 적용하기
다음에는 (x-3)²=x²-9가 항상 맞는지 판단하게 했다. 이번에는 단순 전개 대신 두 식의 차이를 정리해 6x가 남는다는 점을 확인했다. 따라서 x=0처럼 우연히 일치하는 값만으로는 공식 전체의 성립을 판단할 수 없고, 모든 허용되는 x에서 차이가 0이어야 한다고 설명했다.
처음 보는 주장 검증
마지막으로 학생은 “(2x+1)²=4x²+1”이라는 새로운 주장을 보고, x=1을 대입해 왼쪽 9와 오른쪽 5가 다름을 확인했다. 이어 빠진 항이 4x임을 찾아 반례와 전개 결과를 연결했다. 계산을 길게 반복하지 않고도 중간항의 존재와 반례 하나로 공식 변형의 오류를 판별할 수 있게 된 사례다.