용정동 고2수학과외







그래프가 맞는데도 오답이 된 이유
학생은 \(y=\cos x\)의 그래프를 그린 뒤, 사인함수와는 모양이 다르므로 평행이동으로 연결할 수 없다고 판단했다. 그러나 두 함수는 대표점의 위치를 비교하면 같은 곡선을 다른 방식으로 나타낸 것이다.
대표점에서 시작하는 위상 비교
| x | \(y=\sin x\) | \(y=\cos x\) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| \(\frac{\pi}{2}\) | 1 | 0 |
| \(\pi\) | 0 | -1 |
| \(\frac{3\pi}{2}\) | -1 | 0 |
사인그래프를 왼쪽으로 \(\frac{\pi}{2}\)만큼 옮기면
\[ y=\sin\left(x+\frac{\pi}{2}\right)=\cos x \]
가 된다. 따라서 코사인그래프는 사인그래프와 모양이 다른 것이 아니라, 위상이 \(\frac{\pi}{2}\)만큼 이동한 그래프이다.
한 식으로 확인하는 그래프 이동
이동 방향을 부호로 판단하기
일반적으로 \(y=f(x-a)\)는 오른쪽으로 \(a\)만큼, \(y=f(x+a)\)는 왼쪽으로 \(a\)만큼 이동한다. 그러므로
\[ y=\sin\left(x+\frac{\pi}{2}\right) \]
는 \(y=\sin x\)를 왼쪽으로 \(\frac{\pi}{2}\)만큼 이동한 식이다.
반대 방향의 표현도 확인하기
반대로 사인함수는 코사인함수를 오른쪽으로 \(\frac{\pi}{2}\)만큼 옮긴 형태이다.
\[ \sin x=\cos\left(x-\frac{\pi}{2}\right) \]
두 식은 모든 실수 \(x\)에서 성립하므로, 두 그래프는 평행이동으로 완전히 겹친다.
다른 그래프를 만드는 문제에 적용
문제: \(y=\cos x\)의 그래프만 주어졌을 때 \(y=\sin x\)의 그래프를 나타내는 식을 구하여라.
코사인그래프를 오른쪽으로 \(\frac{\pi}{2}\)만큼 이동하면 사인그래프가 되므로 정답은
\[ y=\cos\left(x-\frac{\pi}{2}\right) \]
이다. 용정동과외에서 이 유형을 다룰 때도 먼저 \(x=0,\frac{\pi}{2},\pi\)에서의 함수값을 비교하면 이동 방향을 안정적으로 결정할 수 있다.
최종 검증
- \(x=0\)일 때 \(\cos(-\frac{\pi}{2})=0=\sin0\)
- \(x=\frac{\pi}{2}\)일 때 \(\cos0=1=\sin\frac{\pi}{2}\)
- \(x=\pi\)일 때 \(\cos\frac{\pi}{2}=0=\sin\pi\)
대표점이 모두 일치하므로 \(y=\sin x\)와 \(y=\cos(x-\frac{\pi}{2})\)는 동일한 그래프이다.
이전 단원의 어떤 부분을 다시 봐야 할까요?
고2의 새 단원에서 막혔다고 앞선 내용을 전부 다시 시작할 필요는 없습니다. 현재 예제의 풀이에서 사용한 이전 개념을 표시하고, 그 단계만 따로 해결되는지 확인해 보세요. 연결이 끊긴 부분을 좁힌 뒤 돌아오면 복습 범위가 불필요하게 커지는 것을 줄일 수 있습니다.
과목마다 이해 속도가 다르게 느껴질 때
한 과목의 진도가 잘 나간다고 다른 과목도 같은 분량을 소화해야 하는 것은 아닙니다. 각각 혼자 해결한 범위와 설명이 필요한 범위를 적어 보세요. 고2 학습량은 과목별 현재 상태를 확인한 뒤 조정해야 어느 한쪽의 어려움이 가려지지 않습니다.
현재 학습에서 함께 살펴볼 범위
고등 수학
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선택 과목: 변화율의 의미
미분을 배우는 과목을 수강한다면 f(x) = x³에서 f′(x) = 3x²를 구하고 x = 1에서의 순간변화율이 3임을 확인합니다. 계산 규칙을 적용하는 것과 그래프에서 변화율을 해석하는 것을 구분합니다.
선택 과목: 확률의 조건
확률을 배우는 과목을 수강한다면 공정한 주사위에서 짝수가 나올 확률을 3/6 = 1/2로 구합니다. 가능한 결과가 같은 가능성을 갖는다는 조건을 확인한 뒤 전체 경우와 해당 경우를 구분합니다.
위 내용은 지도 범위와 연습 방법을 설명하는 예시입니다. 학생이 이미 배운 내용과 현재 진도에 맞춰 적용하며, 모든 내용을 한 수업에서 진행하지 않습니다.
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|---|---|---|
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