용당동 고2수학과외







화살표 하나가 바꾼 수열의 값
수열의 귀납적 정의에서 오답은 계산보다 먼저 생긴다. 핵심은 \(a_n\)과 \(a_{n+1}\)을 같은 위치의 값으로 보지 않는 것이다. 용당동과외에서 이 유형을 다룰 때도 먼저 항 사이의 이동을 화살표로 표시한다.
문제에서 주어진 관계
수열 \(\{a_n\}\)이
\[ a_{n+1}=2a_n+3,\qquad a_1=1 \]
로 정의되어 있다고 하자. \(a_2\), \(a_3\)를 구하면 다음과 같다.
\[ a_2=2a_1+3=2\cdot1+3=5 \]
\[ a_3=2a_2+3=2\cdot5+3=13 \]
여기서 \(a_2\)를 구할 때 \(a_2\)를 대입하는 것이 아니라, 한 칸 앞의 \(a_1\)을 대입해야 한다.
인덱스 이동을 그림처럼 읽기
\[ a_1 \xrightarrow{\;2x+3\;} a_2 \xrightarrow{\;2x+3\;} a_3 \]
즉, \(a_n\)은 입력값이고 \(a_{n+1}\)은 그 결과로 얻는 다음 항이다. 따라서 \(a_3\)을 구할 때는 \(a_2\)를 함수에 넣어야 한다.
잘못된 풀이는 \(a_{n+1}=2a_{n+1}+3\)처럼 양변의 인덱스를 맞추거나, \(a_3\)을 구하면서 \(a_3\)을 다시 대입하는 데서 시작한다.
중간 항에서 이전 항 찾기
역으로 이동하는 방법
이번에는 \(a_5=27\)일 때 \(a_4\)를 구해 보자. 원래 식에서 \(n=4\)를 대입하면
\[ a_5=2a_4+3 \]
이다. \(a_5=27\)이므로
\[ 27=2a_4+3 \]
\[ 2a_4=24,\qquad a_4=12 \]
현재 항 \(a_5\)에서 이전 항 \(a_4\)로 갈 때는 \(a_5=2a_4+3\)을 \(a_4\)에 대해 풀어야 한다.
교정 전후 비교
잘못된 풀이: \(a_5=27\)이므로 \(27=2a_5+3\)으로 계산한다.
이는 \(a_5\)를 만드는 입력이 \(a_5\)라고 착각한 것이다.
바른 풀이:
\[ a_5=2a_4+3 \]
\[ 27=2a_4+3\Rightarrow a_4=12 \]
앞의 항을 구할 때는 인덱스를 한 칸 뒤로 이동하고, 식을 역으로 정리해야 한다.
최종 확인: 인덱스가 맞는가
구한 \(a_4=12\)를 다시 다음 항의 식에 넣으면
\[ 2\cdot12+3=27 \]
이므로 실제로 \(a_5=27\)이 된다. 이처럼 답을 구한 뒤에는 다음 항을 만드는 식에 대입해 인덱스 이동이 올바른지 확인할 수 있다.
수열의 귀납적 정의에서는 숫자 계산보다 “어느 항이 입력이고 어느 항이 결과인가”를 먼저 확인해야 한다. 이 기준을 지키면 문현여자고등학교나 분포고등학교 내신에서 자주 나오는 항 계산과 역산 문제도 안정적으로 풀 수 있다.