우아동 고등수학과외







우아동 고등수학과외에서는 그래프의 모양과 해 구간을 연결하는 과정에서 삼각부등식의 조건을 따로 확인하도록 지도합니다. 전주솔내고등학교와 양현고등학교를 오가는 학생들도 신영통현대타운1단지와 반달마을 주변에서 자주 접하는 유형처럼 보인다고 말하지만, 이 문제의 승부처는 계산량보다 ‘어떤 조건이 해를 허용하는가’를 구분하는 데 있습니다.
그래프를 먼저 읽다가 생긴 첫 오류
학생은 문제의 그래프를 본 뒤 곧바로 “이 구간에서 두 그래프가 만나므로 이 해를 삼각부등식에 넣으면 된다”고 적었습니다. 이어서 sinθ=10/18을 보고 삼각함수 계산을 시작했지만, 어느 구간에서 θ를 허용하는지와 실제로 세 변이 삼각형을 이루는지는 아직 확인하지 않은 상태였습니다.
sinθ=10/18은 sinθ=5/9로 정리할 수 있습니다. 0≤θ≤π라면 가능한 각은 θ=arcsin(5/9)와 θ=π-arcsin(5/9)입니다. 그런데 학생은 첫 번째 각만 그래프의 해로 확정하고 두 번째 가능성을 지웠습니다. 더 큰 문제는 그래프의 교점이라는 사실을 삼각부등식이 성립한다는 근거처럼 사용했다는 점입니다. 그래프가 해의 위치를 보여 주더라도, 세 길이 사이의 조건까지 자동으로 보장하지는 않습니다.
조건을 분리해 다시 그린 풀이
교정할 때는 식을 곧장 계산하지 않고 종이를 세 칸으로 나눴습니다. 첫 칸에는 그래프가 제시한 정의역과 교점, 둘째 칸에는 sinθ=5/9의 각 범위, 셋째 칸에는 삼각부등식을 적게 했습니다. 세 변을 a, b, c라고 하면 확인할 내용은 |a-b|<c<a+b입니다. 이 조건을 만족하는지 판단한 뒤에야 해당 각 또는 해 구간을 선택할 수 있습니다.
학생은 먼저 그래프에서 θ가 0과 π 사이인지 확인하고, sin값이 양수인 두 구간을 표시했습니다. 그다음 두 각을 모두 적은 뒤 문제에서 요구한 구간과 대조했습니다. 마지막으로 길이 조건을 별도로 대입했습니다. 그래프의 교점이 하나라는 이유만으로 삼각부등식을 생략하지 않았고, 반대로 삼각부등식이 맞는다는 이유로 그래프에 없는 구간을 추가하지도 않았습니다.
그래프는 해의 위치를 정하고, 삼각부등식은 도형이 실제로 만들어지는지를 판단한다.
조건을 바꾼 독립 적용
새 문제에서는 sinθ=5/9 대신 sinθ=3/5를 주고, θ의 범위를 π/2≤θ≤π로 바꾸었습니다. 학생은 이번에는 그래프를 먼저 결론 내리지 않고 범위를 먼저 표시했습니다. 이 구간에서 사인값은 양수이므로 가능한 각은 θ=π-arcsin(3/5) 하나로 좁혀집니다. 이후 세 길이를 4, 7, 10으로 제시하자 |7-4|<10<7+4, 즉 3<10<11을 확인해 삼각형 조건도 만족한다고 판단했습니다.
조건을 2, 7, 10으로 바꾸자 5<10이므로 삼각부등식이 깨졌습니다. 학생은 sin값과 그래프의 위치가 맞더라도 세 길이가 삼각형을 만들지 못하면 해당 도형 해석을 유지할 수 없다는 점을 혼자 설명했습니다.
대표각을 넣어 끝까지 검산하기
마무리에서는 구간 안의 각과 구간 밖의 각을 각각 골라 부등식의 참·거짓을 확인했습니다. 예를 들어 θ=arcsin(5/9)는 약 33.7도, θ=π-arcsin(5/9)는 약 146.3도입니다. 두 각 모두 사인값은 5/9이지만, 문제의 정의역에 포함되는지는 다를 수 있습니다. 반대로 구간 밖의 각을 넣었을 때 그래프 조건을 어기면 삼각함수 식만 맞는 해로 남길 수 없습니다.
마지막 줄에는 ‘사인 방정식의 후보, 그래프의 허용 구간, 삼각부등식의 성립 여부’를 따로 적었습니다. 세 판단이 모두 맞아야 최종 해가 남는다는 것을 확인하면서, 처음처럼 그래프와 삼각부등식을 한 문장으로 묶어 결론 내리는 습관도 사라졌습니다.
자주 묻는 내용
- sinθ=10/18이면 각은 하나인가요?
범위가 0≤θ≤π라면 일반적으로 두 후보가 생기므로 정의역을 확인해야 합니다. - 그래프의 교점이 있으면 삼각형 조건도 맞나요?
아닙니다. 교점은 함수 관계를, 삼각부등식은 세 길이의 도형 가능성을 판단합니다. - 삼각부등식은 언제 계산하나요?
각 후보와 그래프의 허용 구간을 확인한 뒤, 해당 길이들이 실제 삼각형을 이루는지 별도로 계산합니다. - 검산에서 구간 밖의 각도 넣어 보나요?
넣어 보면 사인값은 맞아도 정의역이나 그래프 조건을 어기는 경우를 구분할 수 있습니다.