하단동 고2수학과외







한 점의 값으로 완성되는 부정적분
학생의 풀이 기록에는 ∫(3x²-4x+2)dx = x³-2x²+2x라고만 적혀 있었습니다. 계산 자체는 맞지만, 이 식은 여러 원시함수 중 하나일 뿐입니다. 부정적분의 전체 결과를 쓰려면 적분상수 C가 필요합니다.
같은 도함수를 갖는 함수들의 관계
두 함수 F(x), G(x)가 같은 구간에서 F'(x)=G'(x)를 만족한다고 하겠습니다. 그러면
(F(x)-G(x))'=0
이므로 F(x)-G(x)는 상수입니다. 따라서 같은 도함수를 갖는 원시함수들은 서로 상수 차이만 납니다.
항별 적분과 적분상수
다음 부정적분을 계산해 봅니다.
∫(3x²-4x+2)dx
항별로 적분하면
x³-2x²+2x+C
입니다. 여기서 C는 하나의 특정한 값을 뜻하는 것이 아니라, 모든 실수 값을 가질 수 있는 독립적인 적분상수입니다. 따라서 x³-2x²+2x만 쓰면 특정 원시함수 하나만 제시한 것이 됩니다.
함수값 조건으로 C 결정하기
이번에는 F'(x)=3x²-4x+2, F(1)=5를 동시에 만족하는 함수 F(x)를 구해 보겠습니다.
먼저
F(x)=x³-2x²+2x+C
이고, x=1을 대입하면
5=1-2+2+C=1+C
따라서 C=4입니다. 최종 함수는
F(x)=x³-2x²+2x+4
입니다. 실제로 미분하면 F'(x)=3x²-4x+2이고, F(1)=5도 만족합니다.
정적분과 구별하기
정적분 ∫₀²(3x²-4x+2)dx는 구간의 양 끝값을 이용해 하나의 수를 구하므로 결과에 적분상수 C를 쓰지 않습니다. 반면 부정적분은 원시함수 전체를 나타내므로 반드시 +C를 포함해야 합니다.
부정적분에서 상수를 빠뜨리는 실수는 하단과외에서도 자주 점검하는 기본 유형입니다. 식을 적분한 뒤에는 “원시함수 전체를 묻는가, 특정 조건으로 하나를 정하는가”를 먼저 확인하면 됩니다.