진구 고2수학과외







경계값에서 드러난 로그부등식의 방향 오류
학생은 밑이 0과 1 사이인 로그부등식에서 부등호 방향을 바꾸었지만, 실제 풀이에서는 진수의 부등호를 그대로 유지했다. 이 오류는 부산과외 수업에서 자주 점검하는 핵심 지점이다.
문제와 정의역 확인
다음 부등식을 풀어 보자.
\(\log_{\frac12}(x-1)>\log_{\frac12}(3-x)\)
로그의 진수는 양수여야 하므로
\[ x-1>0,\qquad 3-x>0 \]
따라서 정의역은 \(1<x<3\)이다.
밑의 범위와 부등호 방향
밑 \(\frac12\)는 \(0\)과 \(1\) 사이이므로 로그함수 \(y=\log_{\frac12}x\)는 감소함수다. 따라서 입력의 대소관계는 반대로 바뀐다.
\[ \log_{\frac12}(x-1)>\log_{\frac12}(3-x) \iff x-1<3-x \]
이를 정리하면
\[ 2x<4\iff x<2 \]
정의역 \(1<x<3\)과 결합하면 해는
\[ \boxed{1<x<2} \]
잘못된 풀이와 최종 검증
부등호를 그대로 두면 \(x-1>3-x\), 즉 \(x>2\)를 얻는다. 그러나 \(x=1.5\)를 대입하면 진수는 각각 \(0.5\), \(1.5\)이고, 감소함수이므로
\[ \log_{\frac12}(0.5)=1,\qquad \log_{\frac12}(1.5)<0 \]
실제로 \(1>\log_{\frac12}(1.5)\)가 성립한다. 따라서 \(x=1.5\)가 포함되는 \((1,2)\)가 올바른 해이다. 반대로 \(x=2.5\)에서는 부등식이 성립하지 않는다.
풀이 기록을 바꾸는 세 가지 점검 순서
로그부등식은 계산보다 순서가 중요하다. 먼저 진수의 조건을 적고, 그다음 밑이 \(1\)보다 큰지 작은지 확인해야 한다.
- 진수는 모두 양수인가?
- 밑은 \(0<a<1\)인가, \(a>1\)인가?
- 밑이 \(0<a<1\)이면 부등호를 반대로 바꾸었는가?
- 마지막 해가 정의역을 만족하는가?
이 순서를 습관화하면 부산고3수학과외에서 다루는 변형 문제에서도 방향 반전과 정의역 누락을 함께 예방할 수 있다.