원대동 고1수학과외







원대동 고1수학과외, 외분점에서 비율의 방향을 놓친 사례
좌표평면에서 선분을 외분하는 문제를 풀던 학생은 점의 위치는 그림과 비슷하게 잡았지만, 계산에는 내분 공식의 덧셈을 그대로 사용했다. 문제의 핵심은 숫자 계산보다 ‘선분 바깥에서 나누는 점’이라는 조건을 식에 반영하는 일이었다.
그림의 위치와 식의 부호가 어긋난 순간
두 점 A(1, 2), B(7, 5)를 2:1로 외분하는 점 P를 구할 때 학생은 다음과 같이 계산했다.
P = (2B + A) ÷ 3 = (5, 4)
이 식은 내분 상황에 해당한다. 외분점은 한 점이 선분 밖에 있어야 하므로 분모가 비율의 합이 아니라 차가 되어야 한다. 또한 외분비를 2:1로 둘 때 2가 붙는 좌표는 B, 1이 붙는 좌표는 A임을 구분해야 한다.
두 좌표의 대응을 분리해 외분식을 바로잡다
풀이 여백에 x좌표와 y좌표의 대응을 나누어 적게 했다. 외분비를 m:n이라 하고 m≠n, m,n>0으로 두면 외분점은
P = (mB - nA) ÷ (m - n)
이다. 따라서 m=2, n=1인 경우
- x좌표: (2×7 - 1×1) ÷ (2-1) = 13
- y좌표: (2×5 - 1×2) ÷ (2-1) = 8
그러므로 P=(13, 8)이다. 학생은 공식을 외우는 대신, 각 비율이 어느 점에 대응하는지와 외분에서 왜 뺄셈이 필요한지를 식 옆에 표시했다.
질문을 바꾸어도 같은 대응을 유지했는가
이후에는 점 A와 외분점 P가 주어지고 B를 구하는 역방향 문제를 제시했다. A(1,2), P(13,8), AP:PB=2:1이라면
P = (2B - A) ÷ (2-1)
이므로 B=(P+A)÷2=(7,5)이다. 단순히 수를 바꾸지 않고, 구해야 할 점을 식의 반대편으로 옮기는 과정에서 비율의 대응이 유지되는지 확인하게 했다.
선분 밖의 위치로 최종 확인
새 좌표에서 A에서 B로 향하는 방향벡터는 (6,3)이고, A에서 P로 향하는 벡터는 (12,6)이다. 따라서 P는 A에서 B 방향으로 두 배 이동한 점이며 B를 지나 선분 밖에 있다. 계산 결과와 외분의 위치 조건이 함께 맞으므로, 학생은 내분 공식을 잘못 적용한 처음 풀이를 스스로 구별할 수 있었다.