






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))와 g(f(x))를 직접 계산합니다.
그래프보다 먼저 확인할 것
함수 f(x)=2x와 g(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 f와 h는 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.