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지묘동 고2수학과외

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빠진 끝점 때문에 최댓값을 놓친 순간

닫힌구간에서 최댓값과 최솟값을 구할 때는 도함수가 0인 내부 임계점뿐 아니라 두 끝점도 반드시 비교해야 합니다. 지묘동과외 수업에서 다음 풀이 기록을 점검해 보았습니다.

학생 풀이 기록

함수 \(f(x)=x^3-3x^2+1\)의 구간 \([0,3]\)에서 최댓값과 최솟값을 구해 보자.

\[ f'(x)=3x^2-6x=3x(x-2) \]

임계점은 \(x=0,2\)이다. 따라서

후보함숫값
\(x=0\)\(f(0)=1\)
\(x=2\)\(f(2)=-3\)

그러므로 최댓값은 \(1\), 최솟값은 \(-3\)이다.

오류의 원인과 후보 재구성

끝점은 임계점과 별도로 확인한다

위 풀이에서 \(x=0\)은 구간의 왼쪽 끝점이면서 도함수가 0인 점이지만, 오른쪽 끝점 \(x=3\)은 임계점이 아니므로 빠졌습니다. 닫힌구간 \([a,b]\)의 절대 최댓값과 최솟값 후보는 다음 세 종류입니다.

  • 구간 내부에서 \(f'(x)=0\)인 임계점
  • 도함수가 정의되지 않는 구간 내부의 점
  • 두 끝점 \(x=a,\ x=b\)

모든 후보를 한 표에서 비교하기

후보구분함숫값
\(x=0\)왼쪽 끝점\(1\)
\(x=2\)내부 임계점\(-3\)
\(x=3\)오른쪽 끝점\(1\)

따라서 구간 \([0,3]\)에서 최댓값은 \(1\)이고, \(x=0,3\)에서 동시에 나타납니다. 최솟값은 \(-3\)이며 \(x=2\)에서 나타납니다.

구간이 바뀌면 후보도 다시 만든다

예를 들어 같은 함수를 \([1,4]\)에서 조사하면 내부 임계점 \(x=2\)와 끝점 \(x=1,4\)를 비교해야 합니다.

\[ f(1)=-1,\qquad f(2)=-3,\qquad f(4)=17 \]

그러므로 \([1,4]\)에서는 최댓값이 \(17\), 최솟값이 \(-3\)입니다. 이전 구간의 후보를 그대로 옮기지 않고, 새 구간의 두 끝점을 다시 대입해야 합니다.

최종 검증 체크

  1. 구간이 닫힌구간인지 확인한다.
  2. 내부 임계점과 미분 불가능한 점을 찾는다.
  3. 왼쪽 끝점과 오른쪽 끝점을 추가한다.
  4. 모든 후보의 함숫값을 비교한다.
  5. 최댓값·최솟값뿐 아니라 그 값을 만드는 \(x\)도 확인한다.

끝점까지 포함한 비교를 습관화하면 대구고3수학과외에서 자주 다루는 절댓값 극값 문제에서도 후보 누락을 예방할 수 있습니다.

지묘동 고2수학과외 학부모 후기

단원평가를 앞두고 책상 위 문제집을 보다가 잠깐 멈췄어요. 벡터 문제 옆에 시작점과 끝점의 좌표를 따로 써 놓고, 두 점의 성분을 순서대로 계산한 흔적이 있더라고요. 답만 맞춰 보려 한 게 아니라 어디서 차이가 생기는지 적어 둔 모습이었습니다. 중간고사 일주일 전에도 방에 들어갔다가 비슷한 장면을 직접 보게 됐어요. 예전에는 주어진 순서를 따라가며 무엇을 다시 확인해야 할지 좁히지 못했는데, 그날에는 좌표를 먼저 옮겨 적은 뒤 성분 차를 하나씩 살펴보고 있었습니다. 지묘동 수학과외라는 말을 꺼내기 전부터 집에서 보인 변화라 더 눈에 띄었어요. 계산을 마친 뒤에는 질문할 부분이 남은 책장을 그대로 펼쳐 둔 채 정리하더라고요. 두 점의 위치를 다시 적고 계산 순서를 확인한 그 한 줄이 유난히 또렷했어요.

★★★★★학부모 후기

모의고사를 본 날 밤, 아이가 먼저 말을 꺼내기도 전에 문제집 맨 뒤에 뭔가를 적고 있더라고요. 펼쳐 보니 자주 틀리는 계산 습관만 짧게 정리해 둔 내용이었어요. 지묘동 수학과외를 찾아보던 중에도 이런 장면은 처음이라 저도 잠깐 옆에서 봤습니다. 예전에는 다시 확인할 부분이 생겨도 문제집 어디에 있는지 따로 남겨 두지 않았거든요. 그런데 이번에는 반복되는 계산 실수를 한 줄로 적어 두고, 관련된 곳을 다시 찾을 수 있게 표시해 두었어요. 길게 반성문처럼 쓰는 게 아니라 본인이 알아볼 정도로만 간단히 적은 점도 눈에 띄었습니다. 학교 수학 숙제를 하던 날에는 문제를 풀다가 같은 종류의 계산 실수가 보이자 짧은 문장을 다시 남겼어요. 자료를 펼쳤을 때 어느 부분을 살펴봐야 하는지 바로 보이도록 정리해 둔 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

지묘동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 모르는 문제를 만나도 예전처럼 정답부터 확인하려 하지 않고 풀이 중 막힌 부분을 먼저 표시해 둡니다. 선생님은 밀린 숙제를 한꺼번에 재촉하지 않고 우선순위를 정해 다시 나누며, 아이가 준비한 질문을 충분히 들어 주셨습니다. 수업 후에는 무엇을 복습해야 하는지 스스로 알고 책상에 앉는 모습이 보여 마음이 놓였습니다.

★★★★★학부모 후기

지묘동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 모르는 문제가 있어도 조용히 넘어가는 편이었는데, 새 교재를 펼친 날부터 공부 이야기를 먼저 꺼내기 시작했습니다. 선생님께서는 혼자 풀 수 있는 부분은 기다려 주고 막히는 순간에만 힌트를 주셔서 질문하기 편한 분위기를 만들어 주셨습니다. 성적보다 먼저 대답하는 목소리가 한결 편안해진 점이 부모로서 가장 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

지묘동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 공부 계획을 자주 미뤘고, 계산이 조금만 복잡해져도 어렵다고 느꼈습니다. 선생님은 쉬운 문제부터 다시 풀게 하면서 중간중간 궁금한 점을 편하게 물어봐 주셨고, 숙제도 이해한 부분과 막힌 부분을 함께 확인했습니다. 시험 범위를 절반쯤 공부한 뒤에는 스스로 복습하는 흐름이 생겼고, 시험기간에도 예전처럼 공부를 미루지 않게 됐습니다.

★★★★★학부모 후기