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지수와 로그의 역관계, 합성으로 확인하기

그래프가 직선 y=x에 대칭처럼 보인다는 이유만으로 두 함수가 역함수라고 판단하면 안 됩니다. 부평동과외 수업에서는 먼저 정의역을 확인한 뒤 f(g(x))g(f(x))를 직접 계산합니다.

그래프보다 먼저 확인할 것

함수 f(x)=2xg(x)=log2x를 생각해 봅시다.

두 합성의 계산

g(x)의 정의역은 x>0입니다. 따라서

f(g(x))=2log₂x=x (x>0)

한편 f(x)의 치역은 양수이므로 모든 실수 x에 대해

g(f(x))=log₂(2x)=x

정의역과 치역을 고려하면 두 함수는 서로의 역함수입니다. 단순히 그래프의 모양을 보는 것이 아니라 두 합성이 각각 항등함수가 되는지 확인해야 합니다.

비슷해 보이는 함수쌍의 반례

이번에는 f(x)=2x, h(x)=log2(x+1)을 비교합니다. h의 정의역은 x>-1입니다.

합성에서 드러나는 불일치

h(f(x))=log₂(2x+1)이므로 일반적으로 x와 같지 않습니다.

반대로

f(h(x))=2log₂(x+1)=x+1 (x>-1)

결과가 x가 아니라 x+1이므로 fh는 역함수 관계가 아닙니다. 식에 로그와 지수가 함께 있다는 사실만으로 역관계라고 결론 내릴 수 없습니다.

풀이 기록의 교정

잘못된 판단: “두 그래프가 대칭처럼 보이므로 역함수이다.”

교정된 판단: “각 함수의 정의역과 치역을 확인하고, 두 합성이 항등함수인지 계산한다.”

이 절차를 익히면 새로운 지수·로그 함수쌍을 만났을 때도 그래프의 인상에 의존하지 않고 역함수 여부를 독립적으로 판별할 수 있습니다. 부평고등학교나 부평여자고등학교 내신 문제에서도 먼저 정의역을 적고 합성을 계산하는 습관이 핵심입니다.

부평동 고2수학과외 학부모 후기

주말 아침 간식을 챙겨 책상 옆에 놓으려다가 문제집과 노트를 잠깐 보게 됐어요. 수열 문제를 풀면서 항 번호와 값을 한 줄에 섞어 쓰지 않고 따로 나눠 적어 두었더라고요. 두 항 사이가 얼마나 벌어지는지 먼저 살펴본 흔적도 보여서, 어디를 보고 계산했는지 조금은 따라갈 수 있었습니다. 예전에는 처음 떠올린 방법이나 계산을 왜 골랐는지 남겨 두는 일이 없었거든요. 그래서 답이 맞는지만 확인하고 지나가는 경우가 많았는데, 이번에는 풀이 과정에서 기준을 잡은 부분이 눈에 보이더라고요. 부평동 수학과외를 찾아보던 중이라 이런 장면도 유심히 보게 됐습니다. 새 단어 목록을 받아 적던 날에도 수학 문제를 풀 때처럼 항 번호와 값을 분리해서 적어 두었어요. 나중에 다시 볼 곳도 한 군데 정해 표시해 둔 상태였습니다.

★★★★★학부모 후기

새 단원 문제집을 처음 읽어보던 저녁, 아이가 방정식에서 나온 후보 해를 원래 식에 하나씩 넣어 보더라고요. 그냥 답을 적고 넘어가는 게 아니라 실제로 남길 값을 확인한 다음 그 부분을 지나 다음 문제로 넘어갔어요. 부평동 수학과외 이야기를 나누면서도 집에서 보이는 이런 장면이 눈에 띄었습니다. 새 단원 첫 숙제를 마친 뒤 책과 프린트를 치우던 중에도 같은 방식으로 확인하고 있었거든요. 예전에는 복습할 때 문제 전체를 처음부터 다시 훑는 일이 많았는데, 이번에는 구한 값부터 원래 식에 대입해 맞는 해인지 따로 살펴보고 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

부평동에서 수학 과외를 시작하기 전에는 실수하는 모습을 보이기 싫어 시험 직전에도 새 문제만 찾아 풀었습니다. 시험 범위를 함께 확인한 뒤 선생님은 평일 저녁 숙제와 복습 계획을 무리 없이 지키도록 도왔고, 답을 재촉하지 않아 스스로 생각할 시간도 충분했습니다. 요즘은 수업 날을 예전처럼 부담스러워하지 않는 모습이 보여 작은 변화지만 반갑습니다.

★★★★★학부모 후기

한동안 쉬었다가 다시 시작한 뒤에도 아이가 수업 일정에 생각보다 빠르게 적응해 안심했습니다. 부평동에서 지켜본 날에는 문제를 급하게 읽고 시험 직전에 공부량을 늘리려 했지만, 선생님이 수업 전 지난 내용을 짧게 확인하고 그날 할 일과 다음 복습을 나눠 안내해 주셨습니다. 요즘은 결과만 걱정하기보다 평소 공부 과정을 돌아보려는 모습이 조금씩 보입니다.

★★★★☆학부모 후기

부평동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 저는 공부할 양을 정하지 않아 책상에 앉고도 자주 미뤘습니다. 선생님은 쉬운 문제부터 다시 풀게 하면서 시험 범위를 절반쯤 공부한 날에도 중간중간 자연스럽게 질문을 건네고, 스스로 이어서 복습할 시간은 남겨 주셨습니다. 덕분에 시험기간에도 정한 흐름을 크게 놓치지 않게 됐습니다.

★★★★★학부모 후기