






도함수 부호로 함수의 증가구간 읽기
율암동에서 함수의 증가·감소를 공부하던 학생은 처음부터 f'(x)>0인 구간을 표시했지만, 실제 풀이에서는 f(x)>0인 구간을 증가구간으로 잘못 골랐다. 이 차이를 바로잡는 과정은 대구과외 수업에서 자주 다루는 핵심 점검 내용이다.
틀린 풀이가 시작된 지점
다음과 같이 도함수의 부호가 주어졌다고 하자.
f'(x)의 부호표
| 구간 | (-∞, -1) | -1 | (-1, 2) | 2 | (2, ∞) |
|---|---|---|---|---|---|
| f'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
학생은 별도로 주어진 함수값의 부호표에서 양수인 구간을 찾아 증가구간이라고 적었다. 그러나 증가와 감소를 결정하는 것은 함수값 f(x)의 부호가 아니라 변화율인 f'(x)의 부호다.
부호를 구분하는 기준
- f'(x)>0이면 해당 구간에서 f(x)는 증가한다.
- f'(x)<0이면 해당 구간에서 f(x)는 감소한다.
- f(x)>0이라는 사실은 그래프가 x축 위에 있다는 뜻일 뿐, 증가 여부를 직접 결정하지 않는다.
도함수 식에서 직접 확인하기
도함수가 다음과 같이 주어졌다고 하자.
f'(x)=(x+1)(x-2)
도함수가 0이 되는 점은 x=-1, 2이다. 세 구간에서 부호를 확인하면 다음과 같다.
| 구간 | x=-2 | x=0 | x=3 |
|---|---|---|---|
| f'(x) | (-)(-)=+ | (+)(-)=- | (+)(+)=+ |
따라서
- 증가구간: (-∞, -1), (2, ∞)
- 감소구간: (-1, 2)
끝점은 도함수가 0이 되는 임계점이므로 일반적인 증가·감소 구간을 쓸 때는 위와 같이 열린구간으로 구분한다.
교정 전후 비교
| 구분 | 판단 기준 | 결과 |
|---|---|---|
| 교정 전 | f(x)의 부호 | 증가 여부를 판단할 수 없음 |
| 교정 후 | f'(x)의 부호 | (-∞,-1), (2,∞)에서 증가 |
기호를 바꾼 최종 검증
이번에는 도함수의 부호를 반대로 바꾸어
g'(x)=-(x+1)(x-2)
라고 하자. 그러면 부호는
- (-∞,-1)에서 음수
- (-1,2)에서 양수
- (2,∞)에서 음수
가 된다. 따라서 g(x)는 (-1,2)에서 증가하고, (-∞,-1), (2,∞)에서 감소한다. 기호를 반대로 바꾸었을 때 증가·감소 구간도 정확히 반대로 바뀌므로, 처음 판단의 기준이 f(x)가 아니라 f'(x)였는지 확인할 수 있다.
대구고3수학과외에서 이 유형을 풀 때는 먼저 도함수가 0이 되는 점을 표시하고, 각 구간의 f'(x) 부호만 따로 기록하면 함수값 부호와 혼동하는 오류를 줄일 수 있다.