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하단동 고2수학과외

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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.

하단동 고2수학과외 학부모 후기

숙제를 끝낸 뒤에도 아이가 적분 문제를 바로 치우지 않고 그래프를 잠시 들여다보더라고요. 교점이 어디인지, 적분 구간의 양 끝이 어디인지 연필로 다시 표시해 둔 뒤에야 식을 세워 놓은 모습이었어요. 예예전에는 물어볼 내용이 생겨도 따로 적어 두는 일이 없어서 그냥 지나가는 줄 알았거든요. 하단동 수학과외 이야기를 나누던 때와는 별개로, 학교 자습 시간에 다른 문제를 읽다가 남겨 둔 자료를 펼쳐 봤다고 하더라고요. 자료 전체를 다시 꺼내 정리한 게 아니라 필요한 부분만 눈에 들어오게 남겨 두었고, 그 안에서도 교점과 구간 경계가 표시된 그래프부터 확인하고 있었습니다. 예전엔 질문할 부분이 있어도 표시 없이 넘어갔는데, 이번에는 그래프에 기준을 남긴 다음 식으로 이어 간 점이 눈에 띄었어요.

★★★★★학부모 후기

방정식 풀이를 끝낸 줄 알았는데, 아이가 바로 답지를 찾지 않고 계산한 해를 원래 식에 하나씩 대입하고 있더라고요. 기말고사 다음 주말에 본 장면이었는데, 어떤 값이 실제로 남는지 확인한 뒤에야 다음 문제로 넘어갔어요. 하단동 수학과외라는 말을 주변에서 자주 들을 때도 이런 모습까지는 생각하지 못했어요. 예전에는 한 문제를 풀고 나면 따로 되짚어 볼 부분이나 질문을 남기지 않았거든요. 그런데 모의고사 오답을 다시 펼친 날에도 풀이에 나온 후보 해를 식에 다시 넣어 보면서 걸러지는 값과 남는 값을 확인했습니다. 필요한 부분만 접어 두고 자리에서 일어나는 모습까지 이어졌어요.

★★★★★학부모 후기

시험 결과를 가족에게 보여준 뒤 방에 잠깐 들어갔다가 문제집을 펼쳐 보게 됐어요. 그래프 문제 옆에 교점 위치만 따로 표시돼 있더라고요. 답을 적어둔 게 아니라 그래프 안에서 어디에 놓이는지 짚어 둔 모습이라 눈에 띄었습니다. 예예전에는 복습할 때 틀린 이유나 막힌 부분을 한 군데로 좁혀 보지 못하고 문제 전체를 다시 들여다보곤 했거든요. 하단동 수학과외 이야기를 나누던 중에도 이 장면이 생각났어요. 계산으로 나온 교점을 그래프에 다시 옮겨 놓고, 식에서 나온 결과와 실제 위치가 맞는지 확인한 흔적이었습니다. 새로운 수행평가 대본을 받았을 때도 계산한 교점을 그래프에 표시해 두었고, 다음에 공부할 때 바로 이어서 볼 수 있게 그 위치가 남아 있더라고요. calc?

★★★★★학부모 후기

처음에는 풀이가 길어지면 질문도 못 한 채 포기하던 아이가 하단동 수학과외를 시작한 뒤 수업에서 틀린 문제를 다시 펼쳐보는 일이 생겼습니다. 선생님께서 학교 과제와 시험 일정을 살펴 그날 할 일과 다음에 볼 내용을 나눠 주시고, 모르는 부분도 편하게 말하도록 기다려 주셨습니다. 요즘은 수업에서 배운 내용을 부모에게 먼저 이야기하고 어려운 문제도 예전처럼 바로 피하지 않습니다.

★★★★★학부모 후기

하단동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 어려운 문제를 만나면 금세 손을 놓아 시험 직전에도 틀린 문제를 다시 보려 하지 않았습니다. 선생님은 숙제와 복습 중 아이 반응을 살피며 같은 내용도 부담 없는 말로 바꿔 설명하고, 억지로 몰아붙이지 않고 수업 흐름을 조절해 주셨습니다. 요즘은 학교에서 돌아와 가방을 내려놓으면 틀린 문제부터 다시 살피고, 시험기간에도 숙제를 시작하는 시간이 눈에 띄게 짧아졌습니다.

★★★★★학부모 후기

하단동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 한 문제에 오래 매달리며 복습은 미루고 진도만 서두르던 모습이 조금씩 달라졌습니다. 수업을 지켜보니 선생님은 어려운 문제 뒤에 부담 없이 풀 수 있는 문제를 섞고, 다음 주 계획도 아이와 차분히 의논하며 무리하게 넘어가지 않았습니다. 시험기간에도 흐름을 잃지 않고 수업 후 스스로 해냈다며 뿌듯해하는 날이 늘어 성적보다 반가운 변화로 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기