팔공산 중3수학과외







팔공산 생활권에서 살펴본 (a-b)² 전개 한 장면
팔공산과외 수업에서 중3 학생의 주말 복습 기록을 함께 확인했다. 태왕메트로시티와 대구지식산업작은도서관이 있는 생활권에서 자주 나오는 계산 유형을 연습하던 중이었고, 이번 시간의 범위는 넓히지 않고 (a-b)²의 전개 구조와 계산 전 조건 확인에만 두었다. 강동중학교가 포함된 생활권의 문제를 참고했지만, 특정 학교의 시험 경향을 판단하지는 않았다.
답보다 먼저 남은 식
학생이 노트에 적은 첫 줄은 다음과 같았다.
(3x-2)² = 9x²-4
학생은 “앞항의 제곱과 뒤항의 제곱을 계산했다”고 설명했다. 실제 풀이를 살펴보니 괄호 안의 두 항을 확인하기보다 3x의 제곱인 9x²와 2의 제곱인 4만 바로 적고, 가운데 항은 계산하지 않았다. 여기서 중요한 점은 9x²-4라는 마지막 결과가 아니라, 계산을 시작하기 전에 두 항을 서로 곱하는 구조와 가운데 부호를 확인하지 않은 판단이었다.
이 식에서 괄호는 3x와 -2가 각각 두 번 곱해진다는 뜻이다.
- 첫 항끼리: 3x×3x=9x²
- 서로 다른 항의 곱: 3x×(-2), (-2)×3x
- 마지막 항끼리: (-2)×(-2)=4
따라서 가운데 두 항은 -6x와 -6x가 되고, 빠져 있던 부분까지 포함하면 다음과 같다.
(3x-2)²
=(3x-2)(3x-2)
=9x²-6x-6x+4
=9x²-12x+4
바꾼 것은 한 가지뿐
학생이 이미 정확하게 계산한 3x×3x=9x²와 (-2)×(-2)=4는 그대로 두었다. 대신 괄호를 열기 직전에 두 항의 모든 곱을 한 줄씩 적는 행동만 추가했다. ‘공식부터 외우기’나 다른 단원의 풀이법을 더하지 않았다. 이 한 줄이 있으면 가운데 항을 빠뜨릴 수 없고, 두 음수의 곱이 양수가 되는 것도 계산 기록에서 확인할 수 있다.
이후에는 모양이 다른 식을 제시했다.
(2p+5q)²
이번에는 뒤 항의 부호가 양수이고 문자와 계수가 모두 달랐다. 학생은 먼저
(2p+5q)(2p+5q)
라고 바꾼 뒤, 곱을 순서대로 적었다.
2p×2p=4p²
2p×5q=10pq
5q×2p=10pq
5q×5q=25q²
그 결과
(2p+5q)²=4p²+10pq+10pq+25q²=4p²+20pq+25q²
가 되었다. 처음 식의 숫자만 바꾼 반복이 아니라, 뒤 항의 부호가 바뀌고 두 문자로 이루어진 항이 등장했지만 기준은 같았다. 학생은 “첫 항과 끝 항만 제곱하면 안 되고, 서로 다른 두 항의 곱도 반드시 두 번 적는다”고 풀이 이유를 말할 수 있었다.
힌트가 사라진 뒤의 확인
며칠 뒤 팔공산중3수학과외 시간에는 풀이 순서를 알려 주지 않고 다음 식만 제시했다.
(4m-3n)²
학생은 곧바로 공식을 쓰지 않고, 먼저 괄호를 두 번 곱하는 형태로 적었다.
(4m-3n)(4m-3n)
=16m²-12mn-12mn+9n²
=16m²-24mn+9n²
이번에는 부호가 음수인 가운데 항을 스스로 선택했고, 두 교차곱이 같은 항으로 합쳐지는 이유도 설명했다. 마지막으로 힌트 없이 m=1, n=2를 대입해 검산했다. 원래 식은
(4×1-3×2)²=(-2)²=4
이고, 전개한 식은
16×1²-24×1×2+9×2²=16-48+36=4
였다. 양쪽 값이 같으므로 전개 과정의 결과가 원래 식과 일치한다고 확인했다. 이 장면에서 확인한 것은 새로운 공식이나 다른 단원이 아니라, 괄호 안 두 항의 곱을 빠짐없이 적고 부호를 유지하는 (a-b)² 전개 구조 하나였다.