고성동 고2수학과외







로그방정식의 답은 계산보다 먼저 걸러진다
학생 풀이 기록에는 다음과 같이 적혀 있었다.
\(\log_2(x-1)+\log_2(x+2)=3\)
\(\log_2\{(x-1)(x+2)\}=3\)
\((x-1)(x+2)=8\)
\(x^2+x-10=0\)
\(x=\dfrac{-1\pm\sqrt{41}}2\)
계산 자체는 맞지만, 두 근을 모두 답으로 남긴 것이 오류다. 로그의 진수는 반드시 양수여야 하기 때문이다.
진수 조건을 먼저 적기
각 로그가 정의되려면
\(x-1>0,\quad x+2>0 \]
이어야 한다. 두 조건의 교집합은
\(x>1 \]
이다.
계산 후보와 조건 비교하기
이제 로그의 합을 하나로 합치면
\[ \log_2\{(x-1)(x+2)\}=3 \]
따라서
\[ (x-1)(x+2)=2^3=8 \]
이고, 정리하면
\[ x^2+x-10=0 \]
이다. 그러므로 계산으로 얻은 후보는
\[ x=\frac{-1+\sqrt{41}}2,\qquad x=\frac{-1-\sqrt{41}}2 \]
이다.
| 후보 | 조건 \(x>1\) | 판정 |
|---|---|---|
| \(\dfrac{-1+\sqrt{41}}2\) | 만족 | 채택 |
| \(\dfrac{-1-\sqrt{41}}2\) | 불만족 | 탈락 |
최종 대입 확인
\(\dfrac{-1+\sqrt{41}}2>1\)이므로 두 진수는 모두 양수이다. 또한 이 값은 \((x-1)(x+2)=8\)을 만족하므로 원래 방정식에도 들어맞는다.
따라서 해는 \[ \boxed{x=\frac{-1+\sqrt{41}}2} \] 이다.
풀이를 점검하는 기준
- 로그식이 보이면 각 진수의 양수 조건을 먼저 쓴다.
- 방정식을 변형해 얻은 근은 계산 후보일 뿐이다.
- 후보를 정의역 조건과 비교한 뒤 원래 식에 대입해 확인한다.
고성동의 도서관이나 주거 지역에서 공부할 때도 이 순서를 풀이 기록의 고정 점검표로 활용하면, 계산은 맞지만 허용되지 않는 근을 답으로 남기는 실수를 줄일 수 있다.