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등차중항: 세 항의 가운데를 찾는 법

대구외국어고등학교 수학 문제에서 세 수가 차례로 놓이고 가운데 항이 등차중항이라고 하자. 핵심은 세 수의 순서를 바꾸지 않고 읽는 것이다.

학생 풀이 기록에서 발견한 오류

7, x, 19가 등차수열을 이룬다.

학생 풀이: x = (7 + 19) ÷ 2 = 13

이 계산은 결과적으로 맞지만, 왜 가운데 항을 양끝의 평균으로 구하는지 식으로 확인하면 비슷한 문제에서도 흔들리지 않는다.

가운데 항과 양끝 항의 관계

세 항을 순서대로 a, b, c라 하면 등차중항의 정의에 따라

b - a = c - b

이다. 양변을 정리하면

2b = a + c

따라서 가운데 항은 양끝 항의 산술평균이다.

b = (a + c) ÷ 2

한 문제를 끝까지 따라가기

미지수가 가운데에 있는 경우

7, x, 19가 이 순서로 등차수열을 이룰 때 x를 구하자.

가운데 항이 x이므로

2x = 7 + 19

2x = 26, 따라서 x = 13이다.

실제로 13 - 7 = 6이고, 19 - 13 = 6이므로 두 인접한 항의 차이가 같다.

한 항이 빠진 경우

11, 17, c가 이 순서로 등차수열을 이룰 때 빠진 항을 구하자.

가운데 항이 17이므로

2 × 17 = 11 + c

34 = 11 + c이므로 c = 23이다.

11, 17, 23의 공차는 모두 6이다.

최종 확인

  • 세 항의 순서를 먼저 고정한다.
  • 가운데 항을 b로 두면 2b = a + c를 사용한다.
  • 가운데 항을 구할 때는 양끝의 평균을 계산한다.
  • 구한 뒤에는 양쪽 차가 같은지 확인한다.

따라서 등차중항 문제에서는 첫 식을 임의로 세우기보다, 가운데 항과 양끝 항의 관계가 2b = a + c인지 먼저 확인해야 한다.

신당동 고2수학과외 학부모 후기

가방에서 시험지를 꺼내던 아이가 바로 채점부터 하지 않고 수학 노트부터 펼치더라고요. 문제 전체를 다시 옮겨 적은 게 아니라, 다시 살펴볼 계산 한 줄만 적혀 있었고 옆에는 왜 확인해야 하는지도 짧게 남겨 두었어요. 신당동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 노트를 본 적은 없어서 조금 의외였습니다. 예전에는 답만 맞으면 중간에 어떤 계산을 했는지는 거의 들여다보지 않았거든요. 그런데 이번에는 노트 한쪽에 ‘여기부터 다시’라는 식으로 표시해 두고, 필요한 부분만 짚어 놓았어요. 틀린 문제를 통째로 붙잡고 있던 모습과는 달랐습니다. 새 문제집을 처음 풀던 날에도 같은 방식이 눈에 띄었어요. 확인한 부분과 다시 볼 부분을 나눠 적고, 다시 볼 곳에는 한 줄의 계산과 그 이유만 남겼더라고요. 문제를 다 풀었다는 표시보다 어느 대목을 다시 봐야 하는지가 먼저 보였습니다.

★★★★★학부모 후기

주말에 교과서 다음 단원을 복습하던 아이가 풀이 옆에 짧게 이유를 적어둔 게 먼저 보이더라고요. 두 풀이에서 처음 갈라지는 단계를 동그랗게 표시하고, 왜 확인했는지 한두 단어로 남겨뒀더라고요. 답만 맞는지 보는 게 아니라 어느 부분부터 달라졌는지를 살핀 흔적이었습니다. 방학 중 평일 오예전에는 책상에 앉아 두 풀이를 나란히 펼쳐 놓고 서로 다른 단계를 표시하고 있더라고요. 전에는 오답을 고칠 때 마지막 답부터 맞춰보는 모습이었는데, 이번에는 계산 결과에 이르기 전의 첫 차이를 찾아가고 있었습니다. 신당동 수학과외 이야기를 나누며 봤던 장면과도 이어졌지만, 이날은 풀이 두 개 사이에 작은 표시가 먼저 눈에 들어왔어요.

★★★★★학부모 후기

친구와 공부하고 돌아온 날이라 책상 위에 문제집이 펼쳐져 있더라고요. 주변을 치우다가 아이가 방정식 풀이를 멈추고, 구해 둔 후보 해를 원래 식에 차례로 넣어 보고 있더라고요. 답만 맞는지 보는 게 아니라 식에 대입한 뒤 실제로 남길 값을 확인하는 모습이었어요. 예예전에는 자기 판단이 어디에서 나온 건지 자료에 따로 남겨 두지 않아서 나중에 다시 보면 풀이 과정을 따라가기 어려웠거든요. 그런데 이번에는 후보 해마다 직접 확인한 흔적을 남겨 두고 있었습니다. 신당동 수학과외를 알아보던 때부터 이런 장면을 기대했던 건 아니지만, 집에서 보니 차이가 꽤 구체적으로 느껴지더라고요. 학교 수행평가 준비를 다시 꺼낸 날에도 같은 문제를 그렇게 살펴봤고, 확인한 값들을 정리한 뒤에는 다음에 이어서 볼 위치까지 정해 두었어요. 이전처럼 답만 보고 지나간 게 아니라, 원래 식에 넣어 확인한 부분부터 다음 풀이 자리까지 이어져 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

신당동에서 수학과외를 시작한 뒤 아이가 수업에서 틀린 문제를 공책에 다시 적고, 왜 틀렸는지 자기 말로 설명하려는 모습도 조금씩 생겼습니다. 학교 과제와 시험 일정을 살펴 그 주의 수업량을 조절해 주셔서 부담도 덜했고, 어려운 문제가 나와도 예전처럼 피하지 않고 먼저 질문하려는 변화가 보여 좋게 느껴집니다.

★★★★☆학부모 후기

신당동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 학교 행사로 공부 시간이 줄어든 날에도 아이가 모르는 문제를 그대로 지나치지 않고 질문할 내용을 먼저 적어두는 모습이 눈에 띄었습니다. 선생님은 진도를 무리하게 앞당기지 않고 수업 끝에 그날 복습할 내용을 몇 가지로 정리해 주셨고, 아이도 정해진 시간에 숙제를 시작하기 시작했습니다. 예전처럼 한 문제에 막혀 수학 전체를 포기하지 않는 변화가 특히 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

신당동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 시험이 다가오면 아이가 숙제를 미루다가 한꺼번에 하곤 했습니다. 선생님은 부담되는 학습량을 부모와 조율하고, 모르는 점을 편하게 질문하도록 기다려 주셨습니다. 어느 주말에는 스스로 책상에 앉아 예상보다 오래 공부했고, 이제는 맞힌 문제도 풀이가 괜찮았는지 다시 살펴보는 모습이 눈에 띕니다.

★★★★★학부모 후기