






지수함수와 로그함수의 대응점 찾기
국우동의 한 학습 기록에서 지수함수의 점과 로그함수의 점을 연결하는 과정에서 좌표 순서를 그대로 옮긴 오류가 발견되었다. 이 유형은 계산보다 두 함수가 역함수 관계라는 사실을 정확히 적용하는 것이 핵심이다.
오류가 발생한 풀이
학생 기록
지수함수 \(y=2^x\) 위의 점 \((2,4)\)를 로그함수 \(y=\log_2 x\)에 대응시키면서 \((2,4)\)라고 적었다.
하지만 \(2^2=4\)이므로 지수함수의 점은 \((2,4)\)가 맞다. 역함수인 로그함수에서는 입력과 출력의 역할이 바뀌므로 좌표를 교환해야 한다.
좌표 교환의 의미
\((a,b)\)가 \(y=2^x\) 위의 점이면 \(b=2^a\)이다. 양변을 로그로 나타내면 \(a=\log_2 b\)이므로 \((b,a)\)는 \(y=\log_2 x\) 위의 점이다.
따라서
\[ (2,4)\longleftrightarrow(4,2) \]
이다. 두 그래프의 대응점은 직선 \(y=x\)에 대하여 서로 대칭이다.
한 점에서 끝까지 확인하기
새 문제
점 \((3,8)\)이 지수함수 \(y=2^x\) 위의 점인지 확인하고, 로그함수 \(y=\log_2 x\)에서 대응하는 점을 구하여라.
\(2^3=8\)이므로 \((3,8)\)은 지수함수 위의 점이다. 좌표를 교환하면 로그함수의 대응점은
\[ (8,3) \]
이다. 실제로 \(\log_2 8=3\)이므로 결과가 맞다.
반대로 찾는 경우
로그함수 \(y=\log_3 x\) 위의 점 \((9,2)\)가 주어졌다면, 지수함수 \(y=3^x\)에서의 대응점은 \((2,9)\)이다.
\[ \log_3 9=2,\qquad 3^2=9 \]
처럼 두 식이 서로 같은 관계를 다른 순서로 표현한다.
최종 점검
잘못된 점쌍 고르기
다음 중 \(y=2^x\)와 \(y=\log_2 x\)의 대응점으로 올바르지 않은 것은 무엇인가?
- ① \((0,1)\), \((1,0)\)
- ② \((1,2)\), \((2,1)\)
- ③ \((2,4)\), \((4,2)\)
- ④ \((3,8)\), \((3,8)\)
정답은 ④이다. \((3,8)\)의 대응점은 \((8,3)\)이어야 한다. 지수함수와 로그함수의 대응점을 찾을 때는 계산 결과보다 먼저 좌표를 서로 바꾸는지 확인해야 한다.