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화명동 고2수학과외

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부호표에서 빠진 도함수의 영점

화명동과외에서 학생의 풀이 기록을 검토하던 중, \(f'(x)=0\)의 근을 수직선에 표시하는 단계에서 \(x=1\)을 빠뜨린 오류가 발견되었다. 기록에는 \(x=-2,\,3\)만 표시되어 있어 감소구간을 한 번에 \((-2,3)\)으로 처리했다.

주어진 함수와 정확한 영점

다음과 같은 도함수를 생각하자.

\[ f'(x)=(x+2)(x-1)^2(x-3) \]

따라서 도함수의 영점은 \(x=-2,1,3\)이다. \(x=1\)은 중근이므로 이 점을 지나도 부호가 바뀌지 않지만, 부호표를 작성할 때는 반드시 구간을 나누어야 한다.

부호 변화와 증가·감소 구간

수직선에 영점을 모두 배치하기

각 구간에서 \(f'(x)\)의 부호를 확인하면 다음과 같다.

구간 \(f'(x)\)의 부호 함수의 변화
\((-\infty,-2)\) + 증가
\((-2,1)\) - 감소
\((1,3)\) - 감소
\((3,\infty)\) + 증가

중근에서는 부호가 바뀌지 않는다

\(x=1\)의 양쪽에서 부호는 모두 음수이다. 그러므로 \(x=1\)은 증가와 감소가 바뀌는 극대·극소 경계점은 아니다. 다만 도함수의 영점이므로 풀이 과정에서는 \((-2,1)\), \((1,3)\)으로 나누어 확인해야 한다.

최대 구간으로 정리하면 감소구간은 \((-2,3)\)이고, 부호표를 기준으로 세분하면 \((-2,1)\), \((1,3)\)이다.

최초 오류만 수정한 결과

학생은 증가구간을 \((-\infty,-2)\), \((3,\infty)\)로 다시 표시하고, 감소구간 계산은 기존의 \((-2,3)\)을 유지했다. 최초 오류는 \(x=1\)을 누락한 것이므로, 이 수정은 계산 결과를 불필요하게 바꾸지 않으면서 빠진 경계점을 보완한 것이다.

단, 조건이 \(f'(x)\le 0\)인 범위를 묻는다면 답은 \([-2,3]\)이고, 도함수의 부호가 음수인 열린 구간을 묻는다면 \((-2,1)\cup(1,3)\)으로 적는다. 문제의 표현에 따라 경계점 포함 여부를 구분해야 한다.

화명동 고2수학과외 학부모 후기

모의고사를 본 날 밤, 방에 잠깐 들어갔다가 아이가 방정식 문제를 붙잡고 있는 걸 보게 됐어요. 답만 맞춰 보려는 줄 알았는데, 구해 둔 후보 해를 원래 식에 하나씩 넣어 보면서 실제로 남길 값을 확인하고 있더라고요. 예전에는 다시 살펴볼 문제가 있어도 어디를 봐야 하는지 따로 표시하지 않았거든요. 화명동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 부분을 눈여겨봤는데, 학교 숙제를 하던 날에는 자료를 펼쳐 둔 방식부터 달랐어요. 후보 해를 식에 대입해 확인한 뒤, 다시 볼 위치가 바로 보이도록 정리해 두었더라고요. 계산 결과만 지나가지 않고 어느 부분을 확인해야 하는지 남아 있는 모습이 보였어요.

★★★★★학부모 후기

서술형 숙제를 하던 밤, 아이가 계산을 전부 지우지 않고 틀린 줄 바로 앞에서 다시 연필을 대고 있더라고요. 끝까지 새로 풀려는 줄 알았는데, 오류가 생긴 지점 전 단계부터 이어서 확인하는 모습이었어요. 마지막에는 본인이 다시 본 곳만 짧게 표시해 두었습니다. 월요일 아침 가방을 챙길 때도 비슷한 흔적을 보게 됐어요. 계산이 긴 문제를 풀다 틀리면 예예전에는 어디서 잘못됐는지 찾아도 앞뒤 과정을 함께 살피지는 않았거든요. 그런데 이번에는 풀이 전체를 지우지 않고 문제를 처음부터 반복하지도 않았어요. 화명동 수학과외 관련해서 이야기를 나누며 보게 된 변화도 거창한 게 아니라, 틀린 줄 앞에 다시 시작점을 잡아 놓은 그 한 부분이었습니다.

★★★★★학부모 후기

어려운 단원을 앞두고도 예전처럼 수학 숙제를 맨 마지막에 미루지는 않게 됐습니다. 화명동 수업에서 문제 수를 줄인 날에는 막힌 부분을 표시해 질문을 준비했고, 선생님은 같은 실수가 나오면 문제를 더 내기보다 이유부터 함께 정리해 주셨습니다. 복습을 하루 미뤄도 다음 날 다시 이어가는 모습이 보여 부모로서 안심됐습니다.

★★★★★학부모 후기

화명동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 숙제를 펼치기까지 한참 걸렸고, 어려운 문제가 나오면 금세 손을 놓았습니다. 선생님은 컨디션에 따라 문제 수를 조절하고 그날 할 일과 다음에 복습할 내용을 나눠 주셨습니다. 요즘은 답지를 덮고 다시 풀어 보며, 막히는 부분은 선생님께 설명을 다시 부탁하는 것도 한결 편해졌습니다.

★★★★☆학부모 후기

수업을 마친 뒤 아이가 화명동 수학 과외에서 배운 내용을 스스로 다시 펼쳐 보는 모습이 전과 달라졌습니다. 숙제를 거의 마치고 한 문제만 남았을 때도 선생님은 답을 바로 알려주기보다 생각이 달라진 지점을 함께 찾아 주셔서 부담 없이 마무리하게 했습니다. 요즘은 수업 중 궁금했던 내용을 먼저 이야기하는 날이 조금씩 늘고 있습니다.

★★★★★학부모 후기