동래구 고2수학과외







로그방정식은 계산보다 첫 판단이 중요하다
동래구과외 수업에서는 로그방정식을 풀 때 계산 속도보다 로그의 밑과 진수 조건을 먼저 확인합니다. 특히 로그의 덧셈과 뺄셈을 진수의 덧셈·뺄셈으로 바꾸는 실수는 부산중앙여자고등학교, 사직고등학교, 동래고등학교 등 고등학교 내신에서 자주 나타나는 유형입니다.
학생 풀이 기록에서 발견한 오류
다음 방정식을 살펴봅니다.
log2(x−1) + log2(x+1) = 3
학생은 첫 줄에서 다음과 같이 적었습니다.
log2(x−1+x+1) = 3
이 변형은 잘못되었습니다. 로그의 합은 진수의 합이 아니라 진수의 곱으로 묶어야 합니다.
로그 성질을 한 단계씩 적용하기
먼저 진수 조건을 확인합니다.
x−1 > 0, x+1 > 0이므로 x > 1입니다.
같은 밑의 로그 합 공식에 따라
log2(x−1) + log2(x+1)
= log2((x−1)(x+1))
따라서
log2(x2−1) = 3
로그의 정의에 따라
x2−1 = 23 = 8
x2 = 9이므로 x = 3 또는 x = −3입니다. 그러나 정의역 조건 x > 1을 만족하는 값은 x = 3뿐입니다.
항의 순서가 바뀌어도 구조를 먼저 본다
예를 들어
log3(x+2) − log3(x−1) = 1
에서는 뺄셈을 진수의 차로 처리하지 않고 몫으로 묶습니다.
정의역은 x+2 > 0, x−1 > 0이므로 x > 1입니다.
log3((x+2)/(x−1)) = 1
따라서
(x+2)/(x−1) = 3
x+2 = 3x−3, 2x = 5이므로 x = 5/2입니다. 이 값은 x > 1을 만족하므로 해가 됩니다.
최종 확인은 원래 식에서 한다
첫 번째 방정식의 해 x = 3을 원래 식에 대입하면
log22 + log24 = 1+2 = 3
이므로 조건을 만족합니다. 반면 잘못된 방식으로 진수를 더하면 log22 = 3이라는 전혀 다른 식이 되어 원래 방정식과 일치하지 않습니다.
풀이를 마친 뒤에는 정답만 확인하지 않고, 처음 줄에서 로그의 밑이 같은지, 합은 곱으로 바꾸었는지, 차는 몫으로 바꾸었는지, 진수 조건을 끝까지 유지했는지를 점검해야 합니다.