죽림동 고2수학과외







그래프 위 두 점으로 복원하는 등차수열
등차수열의 그래프는 연속적인 직선이 아니라, 자연수 또는 정수인 항 번호에 해당하는 점만 찍힌 형태다. 이 차이를 놓치면 그래프의 직선 구조는 보면서도 일반항을 잘못 해석하게 된다.
한 식에서 출발하기
등차수열의 일반항은
an=a1+(n-1)d
로 나타난다. 좌표를 (n,an)로 잡으면 두 점 사이의 기울기는 공차와 같다.
두 점에서 일반항 구하기
어떤 등차수열의 그래프가 (2,7), (6,19)를 지난다고 하자.
기울기는
d=(19-7)/(6-2)=3
이다. 따라서 an=3n+b로 둘 수 있고, 점 (2, 7)을 대입하면 7=6+b이므로 b=1이다.
따라서 일반항은 an=3n+1이다. 실제로 a2=7, a6=19이므로 두 점과 일치한다.
오류 장면: 직선 위의 모든 점을 항으로 보는 경우
학생이 an=3n+1을 얻은 뒤, n=2.5일 때도 그래프 위에 점이 있으므로 수열의 항이라고 적었다. 계산 자체는 직선의 연장이라는 관점에서는 가능하지만, 등차수열의 항 번호 n은 문제에서 정한 정의역인 자연수여야 한다.
연속함수와 수열의 차이
함수 y=3x+1은 실수 x 전체에서 정의할 수 있지만, 수열의 그래프는 보통 (n,an)에서 n∈N인 점들의 모임이다. 따라서 (2.5, 8.5)는 직선 위에 놓일 수는 있어도 이 수열의 항을 나타내는 점은 아니다.
죽림동과외에서 이 유형을 점검할 때는 기울기를 구한 뒤 반드시 “가로좌표의 정의역이 무엇인가?”를 확인하는 습관을 함께 기록하는 것이 좋다.
수열 그래프가 될 수 없는 배열 판별
점의 간격과 공차 확인
다음 점들이 하나의 등차수열 그래프에 포함될 수 있는지 판단해 보자.
(1,4), (3,10), (5,16)
각 점의 기울기는
(10-4)/(3-1)=3, (16-10)/(5-3)=3
으로 일정하다. 따라서 공차가 3인 등차수열의 일부가 될 수 있다. 일반항은 an=3n+1이다.
반면 (1,4), (3,11), (5,16)은 첫 기울기가 3.5이고 두 번째 기울기가 2.5이므로 하나의 등차수열 그래프가 될 수 없다. 점들이 한 직선 위에 있다는 사실과, 수열의 항 번호가 허용된 값이라는 사실을 함께 확인해야 한다.
마지막 검증표
| 확인 항목 | 판단 |
|---|---|
| 점의 가로좌표 | 항 번호이므로 자연수인지 확인 |
| 기울기 | 두 점 사이에서 일정하면 공차로 해석 |
| 일반항 | 주어진 모든 점을 대입해 검산 |
| 연속값 해석 | 실수 n을 수열의 항으로 추가하지 않음 |
결론적으로 등차수열의 그래프는 직선의 모양을 이용해 일반항을 찾을 수 있지만, 실제 점은 정해진 항 번호에서만 존재한다. 직선의 기울기와 수열의 정의역을 분리해 판단하면 새로운 점 배열에서도 오류를 줄일 수 있다.