구지 고2수학과외







다음 날 다시 확인한 지수부등식
학생은 전날 풀이에서 (1/3)2x−1 > (1/3)x+5를 보고 지수의 부등호도 그대로 유지해 2x−1 > x+5라고 적었다. 따라서 x>6이라는 결론을 냈지만, 다음 날 검산에서 방향이 뒤집혀야 한다는 사실을 발견했다.
결과가 맞는지 먼저 대입하다
| x의 값 | 좌변 | 우변 | 부등식 성립 여부 |
|---|---|---|---|
| 7 | (1/3)13 | (1/3)12 | 거짓 |
| 5 | (1/3)9 | (1/3)10 | 참 |
x>6에서는 실제 부등식이 성립하지 않고, x<6인 값에서는 성립한다. 오류의 원인은 밑이 1보다 작다는 조건을 놓친 데 있다.
감소함수인지 확인하는 단계
함수 y=(1/3)t는 밑이 0<1/3<1이므로 감소함수이다. 따라서 입력값이 커지면 출력값은 작아진다.
그러므로
(1/3)2x−1 > (1/3)x+5
에서 지수의 대소 관계는 반대로 바뀐다.
2x−1 < x+5
이를 풀면 x<6이다.
밑을 역수로 바꾼 경우
같은 내용을 밑이 3인 형태로 바꾸면
(1/3)2x−1 = 3−2x+1, (1/3)x+5 = 3−x−5
이므로 부등식은
3−2x+1 > 3−x−5
가 된다. 밑이 3인 증가함수이므로 이번에는 지수 방향을 그대로 유지한다.
−2x+1 > −x−5에서 x<6을 얻는다. 밑을 역수로 바꾸었을 때 지수의 부호가 함께 바뀌어 같은 해가 나오는지 확인해야 한다.
풀이 기록에서 찾은 핵심 표시
학생의 첫 기록에는 ‘지수 비교’라는 말만 있고, 밑의 범위인 0<a<1을 확인한 흔적이 없었다. 지수부등식에서는 계산보다 먼저 밑이 증가함수인지 감소함수인지 판단해야 한다.
구지과외에서 이 유형을 다시 풀 때도 다음 순서를 짧게 표시하면 실수를 줄일 수 있다.
- 밑이 0과 1 사이인지 확인한다.
- 감소함수이면 지수 부등호를 반대로 쓴다.
- 해를 구한 뒤 경계값과 임의의 값을 대입해 검산한다.
최종 답은 x<6이며, 처음 기록의 x>6은 잘못된 부등호 방향에서 생긴 오답이다.