삼산지구 고2수학과외







구멍 하나를 놓치면 연속점 판정이 달라진다
그래프에서 선이 자연스럽게 이어져 보인다는 이유만으로 연속이라고 판단하면 안 된다. 한 점 \(x=a\)에서 함수의 연속성을 확인하려면 함수값 \(f(a)\), 좌극한 \(\lim_{x\to a^-}f(x)\), 우극한 \(\lim_{x\to a^+}f(x)\)가 모두 같은지 비교해야 한다.
그래프의 세 표시를 따로 읽기
다음과 같은 그래프를 생각해 보자.
- \(x=2\)에서 왼쪽 그래프와 오른쪽 그래프가 모두 \(y=3\)으로 다가간다.
- 따라서 \(\lim_{x\to2^-}f(x)=3\), \(\lim_{x\to2^+}f(x)=3\)이다.
- 하지만 \(x=2\)에 뚫린 원은 \(y=3\), 실제 함수값을 나타내는 채워진 점은 \(y=1\)에 있다.
이때 좌극한과 우극한은 같지만 \(f(2)=1\)이므로 세 값이 일치하지 않는다. 따라서 \(x=2\)에서 함수는 연속이 아니다.
처음 판단이 틀린 이유
이어져 보이는 것과 연속인 것은 다르다
최초 풀이에서는 그래프의 곡선이 끊기지 않고 이어져 보인다는 점만 근거로 \(x=2\)를 연속점이라고 판단했다. 그러나 그래프에 구멍이 있거나, 해당 점의 함수값을 나타내는 채워진 점이 다른 높이에 있으면 연속이 성립하지 않는다.
연속의 조건은 다음 세 식을 동시에 만족하는 것이다.
\[ \lim_{x\to a^-}f(x)=\lim_{x\to a^+}f(x)=f(a) \]
구멍을 채우는 값
이번에는 \(x=2\)에서 \(f(2)\)가 정해져 있지 않고, 그래프의 양쪽 극한이 모두 \(3\)이라고 하자. 이 구멍을 채워 연속으로 만들려면
\[ f(2)=3 \]
으로 정의해야 한다. 반대로 \(f(2)=1\)로 정하면 그래프의 극한과 함수값이 달라져 불연속이다.
후보를 줄이며 최종 확인하기
| 점 | 좌극한 | 우극한 | 함수값 | 판정 |
|---|---|---|---|---|
| \(x=1\) | 2 | 2 | 2 | 연속 |
| \(x=2\) | 3 | 3 | 1 | 불연속 |
| \(x=3\) | 4 | 5 | 4 | 불연속 |
\(x=1\)에서는 세 값이 모두 \(2\)이므로 연속이다. \(x=2\)에서는 좌극한과 우극한은 같지만 함수값이 달라 불연속이다. \(x=3\)에서는 좌극한과 우극한부터 다르므로 함수값을 어떻게 정해도 연속으로 만들 수 없다.
그래프 해석 문제를 공부할 때는 삼산지구과외처럼 풀이 과정을 점검하는 학습에서도 먼저 좌극한과 우극한을 비교한 뒤 함수값을 확인해야 한다. 최종적으로는 세 값의 정확한 일치 여부만으로 연속점을 결정한다.