주안지구 고1수학과외







합성함수에서 정의역의 끝점을 놓친 순간
문제는 \(f(x)=\sqrt{x-1}\), \(g(x)=2x+3\)일 때 \((f\circ g)(x)\)의 정의역을 묻고 있었다. 학생은 식을 \(f(g(x))=\sqrt{2x+2}\)까지 바르게 계산했지만, 제곱근 안의 식이 0 이상이어야 한다는 조건을 적지 않아 정의역을 \(x\ge -1\)이 아닌 모든 실수처럼 판단했다.
식보다 먼저 확인한 입력 조건
교정할 때는 합성함수의 바깥 함수 \(f\)에 들어가는 값이 \(g(x)\)라는 점에만 집중했다. \(f\)의 입력 조건인 \(g(x)\ge1\)을 먼저 적고, 이를 \(2x+3\ge1\)로 바꾸어 \(x\ge-1\)을 얻었다. 계산 과정에 조건을 한 줄로 남기자 경계값이 빠지지 않았다.
합성함수의 정의역은 완성된 식만 보고 정하는 것이 아니라, 안쪽 함수의 값이 바깥 함수의 입력 조건을 만족하는지 확인해야 한다.
문장 조건으로 바꾼 적용
이후에는 \(f(t)=\sqrt{t+4}\), \(g(x)=3-x\)에서 \((f\circ g)(x)\)의 정의역을 구하게 했다. 이번에는 식을 먼저 전개하지 않고 \(g(x)+4\ge0\)이라는 조건을 세운 뒤, \(3-x+4\ge0\)에서 \(x\le7\)을 도출했다. 같은 숫자를 반복한 것이 아니라 바깥 함수의 조건을 합성함수의 입력 범위로 번역하는 방식으로 적용했다.
끝점이 실제로 포함되는지 확인
마지막에는 \(x=7\)을 대입해 \((f\circ g)(7)=\sqrt0\)이 정의된다는 사실을 확인하게 했다. 이어 \(x=8\)에서는 제곱근 안이 음수가 되어 식이 실수 범위에서 정의되지 않음을 살폈다. 학생은 끝점 7은 포함하고 그보다 큰 값은 제외해야 한다는 결론을 정확히 검증했다.