낙민동 고2수학과외







최종 확인에서 거꾸로 찾은 등비중항의 조건
세 수 \(a,b,c\)가 등비중항이라면 가운데 항은 \(b^2=ac\)를 만족해야 한다. 따라서 먼저 양끝 항의 곱 \(ac\)의 부호를 확인해야 한다.
검증 장면: 실수 중항이 존재하지 않는 경우
문제: 양끝 항이 \(-2\), \(8\)일 때 실수인 등비중항을 구하여라.
등비중항의 조건을 대입하면
\[ b^2=(-2)\times 8=-16 \]
그런데 모든 실수 \(b\)에 대해 \(b^2\ge 0\)이므로 \(b^2=-16\)을 만족하는 실수 \(b\)는 없다. 따라서 실수 등비중항은 존재하지 않는다.
학생 풀이 기록에서 드러난 오류
학생은 양끝 항의 부호가 서로 다르다는 사실을 확인하지 않고 \(\sqrt{ac}\)를 계산하려 했다. 하지만 \(ac<0\)이면 제곱근의 대상 자체가 음수가 되므로 실수 범위에서는 중항을 구할 수 없다.
이 유형을 다룰 때 낙민동과외에서는 계산보다 먼저 \(ac\ge 0\)인지 판정하도록 풀이 순서를 교정할 수 있다.
부호를 바꾼 문제와 비교
실수 중항이 존재하는 경우
양끝 항을 \(-2\), \(-8\)로 바꾸면
\[ ac=(-2)(-8)=16 \]
따라서
\[ b^2=16,\qquad b=\pm4 \]
가 된다. 실제로 \((-2,4,-8)\)은 공비가 \(-2\)이고, \((-2,-4,-8)\)은 공비가 \(2\)인 등비수열의 연속한 세 항이다.
경계값 확인
\(ac=0\)이면 조건식상 \(b^2=0\)이므로 \(b=0\)이다. 다만 양끝 항 중 하나가 0인 경우에는 일반적인 공비를 이용한 정의와 구분해야 한다. 따라서 학교 문제에서 ‘등비중항’을 조건 \(b^2=ac\)로 정의했는지 확인해야 한다.
판정 규칙
- \(ac>0\): 실수 중항 \(b=\pm\sqrt{ac}\)가 존재한다.
- \(ac=0\): 조건식상 \(b=0\)이지만, 공비 정의 여부를 확인한다.
- \(ac<0\): \(b^2<0\)이므로 실수 중항은 존재하지 않는다.