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논현지구 고2수학과외

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진동하는데도 극한은 0일까?

학생 풀이 기록에는 다음과 같이 적혀 있었다.

“sin(1/x)는 x가 0에 가까워져도 계속 진동한다. 따라서 xsin(1/x)의 극한도 존재하지 않는다.”

오류는 sin(1/x)의 움직임만 보고 전체 식의 크기를 비교하지 않은 데서 시작된다. 논현지구과외에서 이 유형을 다룰 때는 먼저 진동함수의 범위를 고정하는 습관이 중요하다.

하나의 범위에서 출발하기

모든 실수 t에 대해

-1 ≤ sin t ≤ 1

이므로 x가 양수일 때는

-x ≤ xsin(1/x) ≤ x

가 성립한다. x가 음수인 경우까지 한 번에 다루려면 절댓값을 사용하여

|xsin(1/x)| ≤ |x|

라고 쓸 수 있다.

계수가 진동을 눌러 주는 과정

x가 0으로 가까워지면 |x|도 0으로 가까워진다. 따라서

-|x| ≤ xsin(1/x) ≤ |x|

에서 양쪽 끝값이 모두 0으로 수렴한다. 대소 관계의 정리에 따라

limx→0 xsin(1/x) = 0

이다.

처음 판단과 교정된 판단

판단 문제점
sin(1/x)가 수렴하지 않으므로 전체도 수렴하지 않는다. 진동함수에 곱해진 x의 크기를 확인하지 않았다.
|xsin(1/x)|≤|x|를 이용한다. 전체 식이 0 주변에 갇히는지 확인한 올바른 접근이다.

비슷한 식에 적용하기

다음 식도 같은 방식으로 판단할 수 있다.

limn→∞ ((-1)n/n)

여기서 (-1)n은 계속 1과 -1을 오가지만

-1/n ≤ (-1)n/n ≤ 1/n

이고 양쪽이 모두 0으로 수렴한다. 그러므로 극한은 0이다.

반대로 계수가 줄어들지 않는 sin(1/x) 자체나 (-1)n 자체는 진동을 억제할 요소가 없으므로 같은 결론을 내릴 수 없다. 핵심은 진동 여부가 아니라 진동하는 항의 크기를 0으로 몰아가는 계수가 있는지 확인하는 것이다.

논현지구 고2수학과외 학부모 후기

다음 주 교과서를 펼쳐 보니 미분 문제 옆에 도함수의 근을 기준으로 구간이 나뉘어 있고, 각 칸마다 부호가 채워져 있더라고요. 예예전에는 틀린 까닭을 따라가기보다 답을 외우듯 확인하는 일이 먼저였는데, 이번에는 계산 결과만 보고 넘어가지 않은 모습이었습니다. 논현지구 수학과외를 알아보던 중 집에서 새 풀이 노트를 만든 날에도 비슷한 장면을 보게 됐어요. 아이가 미분 문제를 풀다가 멈추더니 도함수 부호표만 따로 다시 그려 보더라고요. 근을 적은 뒤 구간별로 부호를 하나씩 채우고, 필요한 한 장면만 정리한 다음 노트를 덮었습니다. 답 자체보다 표 안의 부호를 다시 확인하고 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

모의고사 성적표를 식탁에 올려둔 날, 아이가 해설지와 자기 풀이를 펼쳐놓고 있더라고요. 답을 맞혔는지부터 보는 게 아니라 두 장을 번갈아 보면서 풀이가 처음 달라지는 한 줄만 짚어 비교했어요. 논현지구 수학과외 이야기를 나누던 중에도 그 장면이 떠올랐습니다. 예전에는 문제를 다 풀고 나면 지나간 부분을 다시 펼치는 일이 거의 없었거든요. 그런데 시험 전 마지막 복습 때도 해설과 자기 풀이를 나란히 놓고 처음 어긋난 줄을 먼저 찾더라고요. 확인할 곳이 여러 군데 섞이지 않게 따로 남겨둔 표시까지 보였습니다. 예전에는 틀린 문제를 한꺼번에 넘기곤 했는데, 이날은 풀이 전체보다 달라진 한 줄 앞에서 손을 멈췄어요. calc.

★★★★★학부모 후기

방학 첫 주라 오후 수업 준비물을 챙기다가 시험지를 펼쳐 보게 됐어요. 한쪽 귀퉁이에 검산할 문제 번호만 따로 적혀 있더라고요. 문제를 풀고 끝낸 게 아니라, 마지막에 다시 볼 것만 골라 둔 흔적이라 눈에 띄었습니다. 예전에는 틀린 문제를 확인하고도 어디를 다시 살필지는 정하지 않았거든요. 오답 표시만 남아 있거나 답지를 본 뒤 그대로 넘어가는 경우가 많았는데, 이번에는 확인할 순서를 자기 손으로 구분해 놓았어요. 논현지구 수학과외 이야기를 나누던 중에도 이 장면이 계속 생각났습니다. 교재를 꺼내던 다음 수업 전에는 앞서 적어 둔 표시를 없애지 않은 채, 뒤쪽에서 검산할 번호를 또 따로 모아 두었어요. 처음 남긴 흔적과 새로 정리한 번호가 한 페이지에 함께 남아 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

논현지구에서 수학과외를 시작한 뒤 아이가 수업 일정에 조금씩 적응하는 모습이 눈에 띄었습니다. 시험을 앞두고 계획을 다시 세울 때 선생님이 맞힌 문제도 풀이를 설명하게 하고, 그날 할 일과 다음 복습을 나눠 주셔서 부담을 덜 느꼈습니다. 요즘은 틀린 이유를 답보다 먼저 생각해보려 합니다.

★★★★☆학부모 후기

수업을 마친 뒤 아이가 “이번에는 내가 어디서 막혔는지 알겠어”라며 문제를 다시 풀어보는 모습이 기억에 남았습니다. 논현지구에서 과외를 시작할 때만 해도 어려운 문제 하나에 오래 매달렸는데, 선생님이 정답보다 풀이 과정을 먼저 말하게 하고 이해한 만큼 숙제를 정하도록 도와주셨습니다. 요즘은 공부할 양을 직접 확인하고, 막히면 다음 문제로 넘어갔다가 다시 돌아오는 여유도 생겼습니다.

★★★★★학부모 후기

시험이 끝난 주말에도 아이가 수업에서 배운 내용을 먼저 꺼내 말하는 모습이 신기했습니다. 논현지구에서 과외를 시작할 때만 해도 틀린 문제를 다시 보는 걸 힘들어하고 풀이가 길어지면 금방 포기했는데, 선생님은 맞힌 문제도 풀이를 짧게 설명하게 하며 그날 할 일과 다음 복습을 나눠 주셨습니다. 요즘은 답을 바로 확인하기보다 틀린 이유부터 생각해보려 합니다.

★★★★★학부모 후기