인천문학동 고1수학과외







인천문학동고1수학과외, 행렬의 곱셈에서 크기 조건을 놓친 사례
삼영아파트 인근에서 진행한 수업에서 학생은 행렬의 곱셈 문제를 계산부터 시작했다. 두 행렬의 성분을 곧바로 대응시키면서 곱셈 순서를 바꾸어도 같은 방식으로 계산할 수 있다고 판단한 것이 핵심 오류였다.
계산보다 먼저 확인해야 할 행과 열
교사는 곱셈식 앞에 각 행렬의 크기를 적게 했다. \(A\)가 \(m\times n\), \(B\)가 \(n\times p\)일 때만 \(AB\)가 정의되고, 결과는 \(m\times p\)가 된다는 기준 하나로 풀이를 다시 정리했다. 특히 뒤 행렬의 행 개수와 앞 행렬의 열 개수가 맞아야 한다는 점을 계산 전에 확인하도록 했다.
행렬의 곱셈은 성분 계산보다 먼저 곱셈 가능 여부와 결과 행렬의 크기를 판단한다.
순서를 바꾼 문제에서 드러난 변화
이후에는 \(A\)가 \(2\times3\), \(B\)가 \(3\times2\)인 경우와 \(BA\)를 묻는 경우를 나누어 제시했다. 학생은 \(AB\)는 정의되지만 \(BA\)는 정의되지 않는다는 사실을 행과 열의 개수로 판별했다. 단순히 숫자를 바꾼 것이 아니라 곱셈식의 방향과 행렬의 역할을 바꿔 조건을 해석하게 한 것이다.
- \(AB\): \(2\times3\)과 \(3\times2\)이므로 정의되며 결과는 \(2\times2\)
- \(BA\): \(3\times2\)와 \(2\times3\)이므로 정의되며 결과는 \(3\times3\)
처음 보는 크기에서도 성립 조건 확인
마지막에는 \(C\)를 \(4\times1\), \(D\)를 \(2\times4\)로 바꾸고 \(CD\)와 \(DC\)의 가능 여부를 비교했다. 학생은 \(CD\)는 정의되지 않지만 \(DC\)는 정의되고 결과가 \(2\times1\)임을 먼저 판단한 뒤, 실제 성분 계산으로 그 결과를 확인했다. 곱셈 순서와 행렬의 크기를 분리해 보는 습관이 새로운 문제에서도 유지되는지 검증한 장면이었다.