






무한대와 극한: 유리함수의 차수 비교
최종 검증은 보기 없이 직접 답하는 방식으로 진행했다. 계산을 길게 하지 않고 분자와 분모의 최고차수, 그리고 최고차항 계수만 확인하면 된다. 안락동과외 수업에서도 이 기준을 먼저 적게 하면 복잡한 식을 빠르게 분류할 수 있다.
최종 확인에서 거꾸로 살펴본 판단 기준
다음 세 식의 값을 비교해 보자.
- limx→∞ (3x2+1)/(x2−4) = 3
- limx→∞ (2x+5)/(x2+1) = 0
- limx→∞ (x3−x)/(2x2+1) = ∞
첫 번째는 분자와 분모의 차수가 같으므로 최고차항 계수의 비를 구한다. 두 번째는 분자의 차수가 더 낮아 0으로 간다. 세 번째는 분자의 차수가 더 높고 양의 방향으로 커지므로 ∞가 된다.
오류 장면: 계수만 비교한 풀이
학생은 (x2+1)/(3x3−2)에서 최고차항 계수 1과 3만 보고 1/3이라고 답했다. 그러나 차수가 같을 때만 계수의 비를 사용해야 한다. 이 식은 분모의 차수가 더 높으므로 극한은 0이다.
유리함수 극한의 세 가지 분류
분자와 분모의 차수가 같은 경우
분자와 분모의 최고차수가 각각 n으로 같다면 최고차항 계수의 비를 취한다.
limx→∞ (5x3−x)/(2x3+7) = 5/2
분자의 차수가 더 낮은 경우
분모의 성장 속도가 더 빠르므로 극한은 0이다.
limx→∞ (4x2+1)/(x4−3x) = 0
분자의 차수가 더 높은 경우
분자가 분모보다 빠르게 커진다. 다만 결과의 부호는 최고차항과 x가 향하는 방향에 따라 확인해야 한다.
limx→∞ (x3+1)/(x2+2) = ∞이고, limx→−∞ (x3+1)/(x2+2) = −∞이다.
한 문제를 끝까지 검증하기
문제: limx→∞ (6x4−x+2)/(3x4+x2−1)을 구하여라.
분자와 분모의 최고차수는 모두 4이다. 따라서 차수 차이는 없고, 최고차항 계수의 비를 계산한다.
6/3 = 2
그러므로 정답은 2이다. 이 문제에서 낮은 차수의 항은 극한값을 결정하지 않으며, 공통 최고차수의 계수만 남는다.
빠른 풀이 기록
- 분자 차수: 4
- 분모 차수: 4
- 차수 비교: 같음
- 최고차항 계수비: 6/3
- 결과: 2
마지막으로 식이 x→∞인지 x→−∞인지 확인해야 한다. 차수가 더 높은 경우에는 무한대의 부호가 달라질 수 있으므로, 단순히 “무한대”라고만 쓰지 말고 방향과 최고차항의 부호까지 검토한다.