도마동 고1수학과외







도마동 고1수학과외에서 다룬 반례 찾기: 특수값으로 식의 주장을 점검한 사례
학생은 다항식에 관한 선택형 문항을 풀며 식의 모양이 비슷하다는 이유로 두 표현이 항상 같다고 판단했다. 계산을 길게 전개하기보다 각 문자의 역할과 문제에서 요구한 범위를 먼저 살펴야 하는 상황이었다.
한 번 맞은 값으로 일반식을 단정한 이유
학생은 임의의 수를 대입해 결과가 같게 나오자 해당 등식이 모든 값에서 성립한다고 적었다. 그러나 특정 값에서 우연히 일치한 것과 항등식으로 성립하는 것은 다르다. 특히 어떤 값에서는 최고차항이나 특정 항이 사라져 차이가 드러나지 않을 수 있다.
한 값에서 같다는 사실은 전체 명제가 참이라는 근거가 아니다.
문자의 역할을 먼저 확인하는 교정
풀이를 다시 시작할 때 학생은 문자가 임의의 수인지, 특정 조건을 만족하는 수인지 구분해 적었다. 그다음 명제가 모든 값에 대한 주장인지 확인하고, 의심되는 식의 양변 차이가 0이 되는지 특수값으로 점검했다. 특수값은 결론을 증명하는 도구가 아니라 반례 가능성을 빠르게 찾는 도구로 사용했다.
예를 들어 (x+1)2=x2+1이라는 주장을 x=0에 대입하면 양변이 각각 1과 1로 같아 보인다. 하지만 x=1에서는 왼쪽이 4, 오른쪽이 2이므로 주장은 항상 성립하지 않는다. 학생은 이처럼 대입한 값이 주장을 확정하는지, 반례를 찾는지 구분해 기록했다.
조건의 위치를 바꾼 문항에 적용하기
이후에는 “어떤 수에서 두 식의 값이 같다”는 표현을 “모든 실수에서 두 식이 같다”로 바꾼 문항을 제시했다. 학생은 같은 계산을 반복하지 않고, 먼저 명제의 범위를 확인한 뒤 특정 값 하나로는 충분하지 않다는 점을 판단했다. 이어 전개했을 때 남는 항이 있는지 살펴보며 등식의 성립 조건을 구분했다.
새 표현에서의 최종 확인
마지막에는 식 대신 문장으로 제시된 주장에 대해 반례를 직접 만들어 보게 했다. 학생은 x=0에서 성립하는 것만 보고 결론내리지 않고 x=1을 선택해 원래 문장의 의미와 대입 결과를 대조했다. 이를 통해 계산 결과보다 ‘모든 값에 대한 주장인지’가 먼저 확인되어야 한다는 기준을 스스로 정리했다.