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내동 고2수학과외

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음수 구간을 지워야 답이 남는다

학생의 풀이 기록에는 다음과 같이 적혀 있었다.

문제: \(4^x-3\cdot2^x-4\ge0\)

\(t=2^x\)로 치환하면 \(t^2-3t-4\ge0\)이고, 인수분해하여 \((t-4)(t+1)\ge0\)을 얻는다.

따라서 \(t\le-1\) 또는 \(t\ge4\), 그러므로 \(x\le-1\) 또는 \(x\ge2\).

풀이가 어긋난 지점

치환한 \(t\)는 임의의 실수가 아니다. \(t=2^x\)이므로 모든 실수 \(x\)에서 항상 \(t>0\)이다. 따라서 이차부등식의 해 중 \(t\le-1\)인 구간은 처음부터 허용되지 않는다.

즉, 치환 뒤에는 다음 교집합을 구해야 한다.

\[ \{t\mid t\le-1\text{ 또는 }t\ge4\}\cap\{t\mid t>0\} =\{t\mid t\ge4\}. \]

양의 치환 범위에서 지수식으로 돌아가기

정확한 해

\(t=2^x\ge4=2^2\)이고 밑 \(2\)가 \(1\)보다 크므로 \(x\ge2\)이다.

따라서 해는 \(x\ge2\)이다.

단계조건
치환\(t=2^x>0\)
이차부등식\(t\le-1\) 또는 \(t\ge4\)
교집합\(t\ge4\)
원래 변수로 복원\(x\ge2\)

최종 검산

\(x=2\)를 대입하면 \(4^2-3\cdot2^2-4=0\)이다. \(x=3\)에서는 \(64-24-4=36\ge0\)이고, \(x=0\)에서는 \(1-3-4=-6<0\)이다. 따라서 \(x\ge2\)라는 결론이 원래 부등식과 일치한다.

이처럼 내동과외에서 지수부등식의 치환을 다룰 때는 이차부등식의 해만 옮기지 말고, \(2^x>0\)이라는 치환 범위를 반드시 함께 확인해야 한다.

내동 고2수학과외 학부모 후기

주말에 교과서 다음 단원을 다시 펼쳐 보던 아이가 해설부터 찾지 않고 자기 계산 과정을 위에서부터 차례로 살피더라고요. 어디를 확인했는지 알 수 있게 옆에 짧게 두어 단어도 적어 두었고요. 답을 맞혔는지만 보던 모습과는 조금 달랐어요. 방학 중 평일 오전에도 비슷한 장면을 봤습니다. 답지는 펼치지 않은 채 전에 적어 둔 계산을 한 줄씩 거꾸로 따라가고 있더라고요. 내동 수학과외 이야기를 나누며 문제집을 살펴보던 때였는데, 조용히 자기 풀이부터 확인하는 모습이 눈에 들어왔습니다. 예전에는 틀린 문제를 고칠 때 처음 계산이 어긋난 부분보다 마지막 답부터 확인하곤 했거든요. 그날에는 결과를 바로 보지 않고 중간 계산들을 되짚은 뒤에야 답지를 펼쳤습니다.

★★★★★학부모 후기

학교 자습 시간에 문제를 읽다가 노트 한쪽에 다시 볼 부분과 그 이유를 짧게 적어 둔 걸 보게 됐어요. 자료 전체를 옮겨 적은 게 아니라 필요한 한 줄만 남겨 놓았더라고요. 예전에는 모르는 게 있어도 무엇을 물어볼지 미리 써 두는 일이 없었거든요. 집에서 수학 숙제를 끝낸 뒤에도 비슷한 장면이 보이더라고요. 수학 노트에 ‘여기서부터 다시’라는 표시가 있고, 그 아래에는 계산 한 줄만 남아 있었습니다. 문제를 처음부터 다시 적은 흔적은 없고, 다시 확인할 지점만 눈에 띄었어요. 내동 수학과외를 알아보던 중이라 노트를 자주 살펴봤는데, 같은 문제를 두고도 전처럼 막연히 남겨 두지 않는다는 점이 보였어요. 학교에서 다른 문제를 읽을 때도 필요한 부분과 이유를 따로 남겼고, 집에서는 계산 한 줄로 다시 볼 곳을 짚어 둔 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

숙제를 끝낸 뒤에도 아이가 적분 문제를 바로 치우지 않고 그래프를 잠시 들여다보더라고요. 교점이 어디인지, 적분 구간의 양 끝이 어디인지 연필로 다시 표시해 둔 뒤에야 식을 세워 놓은 모습이었어요. 예예전에는 물어볼 내용이 생겨도 따로 적어 두는 일이 없어서 그냥 지나가는 줄 알았거든요. 내동 수학과외 이야기를 나누던 때와는 별개로, 학교 자습 시간에 다른 문제를 읽다가 남겨 둔 자료를 펼쳐 봤다고 하더라고요. 자료 전체를 다시 꺼내 정리한 게 아니라 필요한 부분만 눈에 들어오게 남겨 두었고, 그 안에서도 교점과 구간 경계가 표시된 그래프부터 확인하고 있었습니다. 예전엔 질문할 부분이 있어도 표시 없이 넘어갔는데, 이번에는 그래프에 기준을 남긴 다음 식으로 이어 간 점이 눈에 띄었어요.

★★★★★학부모 후기

수행평가 준비와 시험공부가 겹친 주간에도 아이는 숙제를 예전처럼 급하게 끝내지 않고, 틀린 문제를 따로 모아 다시 살펴보았습니다. 내동에서 수학 과외를 시작한 뒤 선생님이 수업 끝에 그날 복습할 내용을 몇 가지로 줄여 주고, 아이의 반응에 맞춰 부담 없이 진행해 주신 덕분입니다. 한 문제에 막혀도 공부 전체를 포기하지 않는 모습이 보여 부모로서 안심이 됐습니다.

★★★★☆학부모 후기

내동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 숙제를 끝내면 바로 덮던 아이가 요즘은 틀린 문제 옆에 풀이를 다시 살펴봅니다. 선생님께서 답을 재촉하지 않고 생각을 정리할 때까지 기다려 주셔서 모르는 부분도 편하게 질문하게 된 것 같습니다. 수업이 있는 날에도 책상을 정리하며 배운 내용을 먼저 이야기하는 모습이 기특했습니다.

★★★★★학부모 후기

내동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 수업 중 조용했고 숙제도 자주 미뤘습니다. 선생님은 스스로 풀 수 있는 부분은 기다려 주고, 막히는 순간에만 힌트를 주며 그날 할 일과 다음 복습을 나눠 관리해 주셨습니다. 어느 날 아이가 먼저 수업 이야기를 꺼내고 새 교재의 질문을 준비하는 모습이 보여, 수학을 대하는 태도가 조금씩 편해지고 있음을 느꼈습니다.

★★★★★학부모 후기