






시그마의 성질, 상수배를 밖으로 빼는 조건
철마면과외 수업에서 학생 풀이를 살펴보면, 시그마 기호 안의 일부 항에만 곱해진 상수를 전체 합의 바깥으로 옮기는 실수가 자주 나타납니다. 핵심은 모든 항에 같은 상수가 곱해져 있는지 확인하는 것입니다.
틀린 풀이에서 출발하기
다음 식을 정리해 보겠습니다.
Σ(3ak+2bk)
학생이 이를 다음과 같이 계산했다고 합시다.
3Σak+Σbk
첫 번째 항에는 3이 모든 ak에 곱해져 있지만, 두 번째 항에는 원래 2가 곱해져 있었습니다. 따라서 올바른 결과는
Σ(3ak+2bk) = 3Σak+2Σbk
입니다. 상수를 시그마 밖으로 뺄 때는 해당 상수가 합 안의 모든 항에 빠짐없이 곱해져야 합니다.
한 항씩 구조 확인하기
상수배 성질이 성립하는 경우
상수 c가 모든 항에 공통으로 곱해져 있다면 다음 성질을 사용할 수 있습니다.
Σ(cak) = cΣak
예를 들어
Σ(5xk) = 5Σxk
는 정확합니다. 각각의 항이 5x1, 5x2, …처럼 같은 방식으로 구성되어 있기 때문입니다.
상수항과 변수항이 섞인 경우
상수항이 함께 있다면 먼저 합을 분리합니다.
Σ(4xk+7) = 4Σxk+Σ7
합의 항이 n개라면 Σ7=7n이므로
Σ(4xk+7)=4Σxk+7n
입니다. 4는 xk 전체에 공통으로 곱해졌지만, 7은 상수항으로 따로 처리해야 합니다.
적용할 수 없는 식 판별
다음 식에서는 하나의 상수를 전체 시그마 밖으로 바로 뺄 수 없습니다.
Σ(2ak+3bk)
2와 3이 서로 다르므로 공통 상수 하나를 골라 전체 식에 적용할 수 없습니다. 다만 선형성을 이용해 항별로 분리하면
2Σak+3Σbk
로 바꿀 수 있습니다.
반대로 Σ(6ak+6bk)는
6Σ(ak+bk)
처럼 6을 밖으로 뺄 수 있습니다.
최종 점검 기준
- 시그마 안의 모든 항에 같은 상수가 곱해졌는가?
- 일부 항에만 곱해진 상수를 밖으로 빼지는 않았는가?
- 상수항은 항의 개수를 고려해 처리했는가?
- 분리한 뒤 원래 식으로 다시 합쳤을 때 일치하는가?
이 네 가지를 확인하면 상수배 성질을 적용할 수 있는 식과 적용할 수 없는 식을 구분할 수 있습니다. 고3수학과정에서 시그마 계산을 다룰 때도 먼저 항의 구조를 확인한 뒤 성질을 적용해야 계산 실수를 줄일 수 있습니다.