






각산동 미정형 극한, 0/0과 극한값 0을 구분하는 법
그래프의 일부가 가려진 극한 문항에서 풀이 기록에 0/0 = 0이라고 적혀 있다면, 계산 실수보다 먼저 판단의 오류를 점검해야 합니다. 대구과외 수업에서는 경계값을 대입한 결과와 실제 극한값을 분리해 확인합니다.
한 줄의 풀이에서 드러난 오류
다음 문제를 보겠습니다.
문제: \(\displaystyle \lim_{x\to 2}\frac{x^2-4}{x-2}\)의 값을 구하여라.
학생의 기록은 다음과 같습니다.
\[ \lim_{x\to2}\frac{x^2-4}{x-2} =\frac{2^2-4}{2-2} =\frac00=0 \]
0/0은 답이 아니라 출발 신호
분자와 분모에 \(x=2\)를 대입해 모두 0이 되는 것은 극한값이 0이라는 뜻이 아닙니다. 이는 원래 식에 바로 대입할 수 없으며, 식을 변형한 뒤 다시 판단해야 한다는 미정형입니다.
분자를 인수분해하면
\[ x^2-4=(x-2)(x+2) \]
따라서 \(x\ne2\)에서
\[ \frac{x^2-4}{x-2}=x+2 \]
이므로
\[ \lim_{x\to2}\frac{x^2-4}{x-2} =\lim_{x\to2}(x+2)=4 \]
같은 0/0이라도 처리 방법은 다르다
| 형태 | 확인할 변형 | 예시 |
|---|---|---|
| 인수분해형 | 공통인수 약분 | \(\frac{x^2-4}{x-2}\) |
| 유리화형 | 켤레식 곱하기 | \(\frac{\sqrt{x+3}-2}{x-1}\) |
유리화가 필요한 사례
\[ \lim_{x\to1}\frac{\sqrt{x+3}-2}{x-1} \]
직접 대입하면 \(0/0\)입니다. 분자에 켤레식 \(\sqrt{x+3}+2\)를 곱하면
\[ \frac{\sqrt{x+3}-2}{x-1} \cdot\frac{\sqrt{x+3}+2}{\sqrt{x+3}+2} = \frac{x-1}{(x-1)(\sqrt{x+3}+2)} \]
\(x\ne1\)에서 약분할 수 있으므로
\[ \lim_{x\to1}\frac1{\sqrt{x+3}+2} =\frac14 \]
그래프가 가려져 있어도 확인할 순서
- 경계값을 대입해 분자와 분모의 형태를 확인한다.
- \(0/0\)이면 답을 쓰지 않고 미정형으로 표시한다.
- 인수분해, 약분, 유리화 중 가능한 변형을 선택한다.
- 변형한 식의 극한을 다시 계산한다.
- 구한 값이 문제에서 묻는 좌극한, 우극한, 양쪽 극한 중 무엇인지 확인한다.
예를 들어 \(\displaystyle \lim_{x\to2}\frac{x^2-4}{x-2}\)에서는 \(x=2\)에서 원래 식이 정의되지 않지만, 극한은 존재하며 값은 4입니다. 따라서 함수의 특정 점에서의 값과 그 점으로 가까이 갈 때의 극한값을 혼동하면 안 됩니다.
각산동에서 고3수학과외를 선택할 때도 0/0을 즉시 계산 결과로 받아들이기보다, 미정형의 종류를 분류하고 변형 근거를 말하는 연습이 중요합니다.