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용현동 고1수학과외

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용현동고1수학과외: 행렬 곱에서 행과 열을 잘못 대응한 사례

용현동에서 고1 수학을 공부하던 학생은 행렬 곱 문제의 답을 빠르게 골랐지만, 각 성분이 어떤 항들의 곱으로 만들어지는지는 설명하지 못했다. 특히 같은 위치의 성분끼리 곱해 더하는 방식으로 계산하면서 행렬 곱의 순서를 놓쳤다.

계산 결과보다 먼저 무너진 대응

다음 두 행렬의 곱을 구하는 과정에서 오류가 나타났다.

A = [[1, 2, 0], [-1, 3, 1]],
B = [[2, -1], [0, 4], [3, 1]]

학생은 A의 첫째 행과 B의 첫째 행을 나란히 놓고 계산하려 했다. 그러나 AB의 성분은 A의 행과 B의 열을 대응시켜 구해야 한다. 따라서 AB의 첫째 행 둘째 성분은 B의 둘째 열을 사용한다.

화살표로 행과 열의 방향을 고정하다

교사는 계산식을 바로 알려 주지 않고, A의 한 행에서 B의 각 열로 향하는 화살표를 그리게 했다. 학생은 첫째 행 [1, 2, 0]과 B의 첫째 열 [2, 0, 3]을 연결해 다음과 같이 정리했다.

1×2 + 2×0 + 0×3 = 2

같은 행과 B의 둘째 열 [-1, 4, 1]을 연결하면 다음 성분이 된다.

1×(-1) + 2×4 + 0×1 = 7

이 대응을 유지하면 둘째 행에서도

(-1)×2 + 3×0 + 1×3 = 1,
(-1)×(-1) + 3×4 + 1×1 = 14

이므로

AB = [[2, 7], [1, 14]]

가 된다. 학생은 잘못된 답을 고친 핵심이 계산 속도가 아니라 행과 열의 연결 방향을 고정하는 데 있음을 확인했다.

곱의 순서를 바꾸면 결과의 모양도 달라진다

다음에는 같은 두 행렬을 보고 BA를 구할 수 있는지 판단하게 했다. B는 3×2 행렬이고 A는 2×3 행렬이므로 BA는 가능하며 결과는 3×3 행렬이 된다. 실제로

BA = [[3, 1, -1], [-4, 12, 4], [2, 9, 1]]

이다. AB와 BA는 모두 계산할 수 있더라도 결과의 크기와 성분이 같다고 볼 수 없다. 학생은 행렬에서는 곱셈 순서를 바꾸는 일이 단순한 자리 교환이 아니라 대응되는 행과 열 자체를 바꾸는 일임을 적용 문제에서 확인했다.

마지막에는 열별로 결과를 다시 구성했다

처음 계산과 다른 방식으로, B를 열벡터 두 개로 나누어 AB를 다시 구했다.

첫째 열 [2, 0, 3]에 A를 적용하면 [2, 1]이 되고, 둘째 열 [-1, 4, 1]에 A를 적용하면 [7, 14]가 된다. 두 결과를 열로 세우면 [[2, 7], [1, 14]]가 되어 앞서 얻은 결과와 일치한다.

또한 2×3과 3×2의 곱이므로 결과가 2×2여야 한다는 점도 함께 확인하면서, 성분 계산과 행렬의 크기가 모두 맞는지 검증했다.

용현동 고1수학과외 학부모 후기

새 모의고사 문제를 읽던 오후, 아이가 답이나 해설부터 찾지 않고 계산이 처음 어긋난 줄을 먼저 짚어 보더라고요. 어디서부터 다시 이어갈지 보이게 표시도 해두고, 그 자리에서 바로 계산을 확인하고 있었습니다. 용현동 수학과외 이야기를 나누던 때와는 별개로, 새 단원 첫 주에 책과 프린트를 정리하다가 조금 더 눈에 들어온 장면이 있더라고요. 틀린 문제를 통째로 붙잡고 있던 게 아니라 계산이 어긋난 두 줄만 골라 다시 보고 있었습니다. 예전에는 복습할 때 자기 답보다 정답이나 해설을 먼저 펼치는 일이 잦았거든요. 그런데 이번에는 답지를 옆에 두고도 처음 계산이 달라진 부분부터 살펴보게 됐어요. 문제 전체를 다시 푸는 대신 필요한 줄을 찾아 확인하는 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

교과서 다음 단원을 복습하던 주말에 아이가 기하 문제 페이지를 펼쳐 놓고, 원래 그림 위에 바로 끼워 넣지 않고 필요한 조건만 옮긴 새 그림을 그리고 있더라고요. 옆에는 왜 다시 확인하는지 알 수 있게 짧게 한두 단어도 적어 두었어요. 예예전에는 오답을 고칠 때 처음 어디서 어긋났는지보다 마지막 답부터 먼저 살피던 아이였거든요. 방학 중 평일 오전에 공부를 마친 뒤에도 비슷한 페이지가 눈에 띄었어요. 문제의 그림을 그대로 베낀 게 아니라 조건을 따로 옮겨 적은 흔적이 있었고, 그 새 그림을 기준으로 풀이가 이어져 있었습니다. 용현동 수학과외 이야기를 나누며 떠올렸던 것도 바로 이런 집에서 보이는 장면이었어요. 결과만 확인하던 때와 달리, 이번에는 풀이가 시작된 그림부터 다시 짚어 본 모습이 남아 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

주말 복습을 펼쳐 보니 확률 문제 옆에 작은 표가 먼저 눈에 띄었어요. 가능한 경우를 하나씩 나눠 적고, 겹치는 경우에는 직접 지워 둔 흔적이 있더라고요. 단순히 답만 확인한 게 아니라 어떤 경우를 빼야 하는지 살펴본 것처럼 보이더라고요. 학교 자습을 마치고 돌아온 날에도 비슷한 장면을 보게 됐습니다. 문제를 풀면서 경우를 표로 정리하고 중복되는 항목을 골라 지우고 있었어요. 용현동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 공부 장면을 자세히 들여다보게 됐는데, 전에는 풀이를 다시 볼 필요가 있어도 따로 적어 두는 일은 없었거든요. 이번에는 다시 확인할 대상을 몇 개로 좁혀 둔 채 책을 정리했습니다.

★★★★☆학부모 후기

시험 일주일 전 평일 저녁, 용현동에서 수업을 마친 아이가 먼저 공책을 펴고 궁금한 문제를 표시하는 모습이 기억에 남았습니다. 예전에는 어려워 보이면 숙제부터 미뤘지만, 선생님이 수업 중간마다 편하게 질문하도록 이끌고 이해했는지 확인해 주셔서 부담이 줄었다고 합니다. 시험기간에도 공부 흐름을 크게 놓치지 않고 스스로 시작하는 변화가 보여 만족스러웠습니다.

★★★★★학부모 후기

용현동에서 수학 과외를 받으며 시험이 다가오면 숙제를 뒤로 미루던 습관이 조금씩 달라졌습니다. 주말에 늦잠을 잔 날에도 선생님과 수업 시간을 조정한 뒤, 막힌 문제를 따로 표시하고 숙제부터 시작하게 됐어요. 선생님은 결과만 보지 않고 수업 중 태도와 이해 정도를 부모님께 전해 주셔서 무리하지 않고 차근차근 복습할 수 있었습니다.

★★★★☆학부모 후기

용현동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 숙제 검사 때 정답만 급히 확인하던 아이가 맞힌 문제도 풀이를 다시 설명해 보려 했습니다. 선생님은 막히는 부분을 기다려 듣고 질문할 내용을 스스로 준비하게 했으며, 시험기간에는 새 진도보다 부족한 단원을 복습했습니다. 틀린 뒤에도 쉽게 가라앉지 않고 다시 이어가는 모습이 보여 부모로서 안심이 됐습니다.

★★★★☆학부모 후기