대구혁신도시 고2수학과외







역문제에서 드러난 표준화식의 오류
어떤 점수의 평균이 70점, 표준편차가 10점일 때 표준화한 값이 1이라면 원점수는 80점이다. 역으로 계산해도 이 결과가 나와야 하므로, 표준화식은 원점수와 평균의 차이를 먼저 구한 뒤 표준편차로 나누는 형태여야 한다.
보기에서 잘못된 식 골라내기
| 보기 | 식 | 판정 |
|---|---|---|
| ① | z=(x-μ)/σ | 옳음 |
| ② | z=x/μ-σ | 잘못됨 |
| ③ | x=μ+zσ | 역변환식으로 옳음 |
②는 평균을 먼저 나눈 뒤 표준편차를 빼므로 표준화의 의미와 맞지 않는다. 평균과의 차이를 표준편차 단위로 나타내야 하므로 ①을 사용해야 한다.
학생 풀이 기록과 교정
처음 기록에서 바뀐 부분
학생은 처음에 z=x/μ-σ라고 적었다. 이는 평균에서 얼마나 떨어져 있는지를 구하는 ‘차이’ 단계와 단위 변환 단계를 올바르게 수행하지 않은 식이다.
교정한 풀이는 다음과 같다.
x-μ로 원점수와 평균의 차이를 구하고, 그 값을 σ로 나눈다.
z=(x-μ)/σ
두 점수를 같은 z축으로 옮기기
평균과 표준편차가 서로 다른 두 시험을 비교해 보자.
| 시험 | 원점수 x | 평균 μ | 표준편차 σ | z |
|---|---|---|---|---|
| A | 80 | 70 | 10 | 1 |
| B | 84 | 72 | 6 | 2 |
A는 평균보다 1표준편차 높고, B는 평균보다 2표준편차 높다. 원점수만 보면 B가 4점 높지만, 상대적 위치는 B가 더 높다. 이처럼 표준화는 서로 다른 평균과 표준편차를 가진 점수를 공통 기준으로 비교하게 한다.
대구혁신도시과외에서의 최종 점검
단위와 조건 확인
표준정규분포의 z값은 평균이 0이고 표준편차가 1인 분포의 값이다. 따라서 z=(x-μ)/σ에서 σ>0이어야 하며, 표준편차가 0이면 표준화할 수 없다.
역변환하면 x=μ+zσ이다. 앞의 A시험에서 x=70+1×10=80, B시험에서 x=72+2×6=84가 다시 얻어진다. 그러므로 차이를 먼저 구하고 표준편차로 나누는 순서가 정확하다.