






수열의 극한, 항의 실제 움직임으로 수렴과 발산 구분하기
와룡고등학교 수열 문제에서는 앞부분의 증가·감소만 보고 결론을 내리기보다, 뒤쪽 항들이 특정 값에 가까워지는지를 확인해야 합니다. 이곡동과외 수업에서도 먼저 표와 차이를 함께 살펴보며 오답 원인을 점검합니다.
표에서 시작하는 극한 판단
| n | 1 | 2 | 3 | 10 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|
| an = (2n+1)/(n+3) | 0.75 | 1 | 1.17 | 1.62 | 1.94 |
| 2-an | 1.25 | 1 | 0.83 | 0.38 | 0.05 |
이 수열은 초반에 증가하지만, 증가한다는 사실만으로 극한을 판단할 수 없습니다. 식을 변형하면
an = 2 - 5/(n+3)
이므로 n이 커질수록 5/(n+3)이 0에 가까워집니다. 따라서 an은 2에 가까워지고
limn→∞ an = 2
입니다. 구해야 하는 값은 초항이나 최댓값이 아니라, 충분히 큰 n에서 항들이 가까워지는 값입니다.
오답이 생긴 지점 역추적하기
초기항의 방향과 극한은 다르다
처음 풀이에서 “항이 계속 증가하므로 발산한다”고 판단했다면, 증가와 발산을 혼동한 것입니다. 0<a<1인 수열 an=2-1/(n+1)은 증가하지만 2로 수렴합니다. 반대로 항이 감소하더라도 특정 값에 가까워지는지 확인해야 합니다.
발산 수열과 비교하기
bn=(-1)n은 1과 -1을 번갈아 가지므로 하나의 값에 가까워지지 않습니다. 따라서 발산합니다. cn=n은 항이 계속 커져 어떤 실수에도 가까워지지 않으므로 역시 수렴하지 않습니다.
핵심 질문은 “항들이 커지는가?”가 아니라 “n이 무한히 커질 때 항과 목표값의 차이가 0에 가까워지는가?”입니다.
같은 규칙의 변형으로 최종 확인
이번에는 첫 항만 바꾼 수열을 생각해 봅니다.
d1=100, dn=(2n+1)/(n+3) (n≥2)
첫 항은 크게 달라졌지만 n이 충분히 커지면 dn은 an과 같은 식을 따릅니다. 따라서 dn도 2로 수렴합니다. 유한 개의 초기항 변화는 수열의 극한을 바꾸지 않습니다.
문제를 풀 때는 ① 극한의 대상과 조건을 정확히 읽고 ② 큰 n에서의 식이나 항의 변화를 확인하며 ③ 목표값과의 차이가 0으로 가는지 검증하면 됩니다. 이 과정을 거치면 초반 항만 보고 수렴 여부를 단정하는 실수를 줄일 수 있습니다.