두산동 고3수학과외







로그를 풀기 전에 해가 머물 자리를 정한 순간
주말 100분 실전 세트에서 학생이 처음 펼친 문항은 log2(x-1)+log2(5-x)=1이었다. 곧바로 로그를 합쳐 이차방정식으로 만들려던 손을 멈추고, 문제의 식에서 실제로 해를 제한하는 부분부터 표시했다. 두 로그의 진수가 모두 양수여야 하므로 x-1>0, 5-x>0, 따라서 먼저 1<x<5를 적었다. 이 한 줄이 계산보다 앞에 놓여야 한다는 판단이 이번 학습의 중심이었다.
자연스러운 계산이 오히려 놓친 것
이전 풀이에서 학생은 진수조건을 쓰지 않은 채 로그를 합쳤다. log2((x-1)(5-x))=1에서 곧바로 (x-1)(5-x)=2를 세워 x2-6x+7=0을 얻었고, 해는 x=3±√2였다. 두 값 모두 실제로 1과 5 사이에 있어 이 문항에서는 답이 우연히 걸러지지 않았다. 하지만 풀이의 최초 오류는 계산 실수가 아니라, 식을 변형하기 전에 로그의 진수가 양수라는 제한을 기록하지 않은 행동이었다.
이 습관은 경계가 달라진 문항에서 즉시 드러났다. 예를 들어 log3(x-2)+log3(6-x)=2를 같은 방식으로 풀면 진수조건은 2<x<6이다. 그런데 변형 뒤 얻은 후보 중 하나가 x=2 또는 x=6처럼 경계에 놓일 수 있다면, 로그값이 정의되지 않으므로 해가 될 수 없다. 보기에서 그럴듯한 값이 보인다는 이유만으로 채택해서는 안 된다.
첫 줄에 제한을 복원하고 계산은 건드리지 않기
교정은 풀이 전체를 다시 쓰는 방식이 아니었다. 학생은 문제를 읽은 직후 첫 줄에 진수>0을 적고, 각 진수 옆에 부등식을 붙였다. 그다음에만 로그의 합을 사용했다. 또한 “이 식의 해를 구하려면 먼저 각 로그가 정의되어야 하므로 진수조건을 세운다”라고 첫 식의 근거를 말하게 했다. 이미 진행한 계산을 전부 지우지 않고, 빠진 조건만 앞에 복원한 뒤 마지막에 후보를 원래 로그식에 대입했다.
직접답형에서는 선택지가 조건을 대신 점검해 주지 않는다. 그래서 답을 얻은 뒤에도 후보가 1과 5 사이에 있는가, 원래 로그식의 두 진수가 양수인가를 따로 확인했다. 이 기록은 대구고3수학과외에서 강조하는 단순한 공식 암기보다, 변형의 출발점과 해의 허용 범위를 분리하는 풀이 습관에 가깝다. 두산동과외 학습에서도 이처럼 조건을 첫 식 옆에 남기면 계산이 길어져도 최초 판단을 추적하기 쉽다.
문항의 겉모양을 바꿔도 같은 출발점인가
다음에는 수치만 바꾼 문제가 아니라, 조건의 위치와 표현을 바꾸었다. “밑이 2인 로그의 두 진수가 양수이고, 그 합이 1이 되도록 하는 x를 구하여라”라는 문장 뒤에 log2(3-x)+log2(x+1)=1을 제시했다. 학생은 문항 앞부분의 설명을 지나치지 않고 3-x>0, x+1>0을 먼저 적어 -1<x<3을 확보했다. 이후에는 (3-x)(x+1)=2, 즉 -x2+2x+3=2에서 x2-2x-1=0을 얻어 후보 x=1±√2를 구했다. 두 후보가 모두 범위 안에 있으므로 원식에 다시 넣어 조건을 확인했다.
또 다른 변형에서는 로그가 한쪽에만 있었다. log2(x-1)=log2(5-x)를 보고 학생은 양변의 진수가 같다고 쓰기 전에 x-1>0, 5-x>0을 먼저 남겼다. 그 뒤 x-1=5-x에서 x=3을 얻고, 3이 정의역 안에 있음을 확인했다. 로그의 성질을 적용하는 문제와 밑이 같은 로그를 비교하는 문제의 겉모양은 달랐지만, “변형 전에 정의조건을 찾는다”는 행동은 유지되었다.
유형명을 지운 마지막 확인
마지막 검증에서는 로그방정식이라는 단서와 해설을 가렸다. 대신 log5(2x+1)-log5(x-1)=1만 제시했다. 학생은 먼저 2x+1>0, x-1>0을 적어 정의역을 x>1로 정했다. 이어 log5((2x+1)/(x-1))=1에서 (2x+1)/(x-1)=5를 세워 2x+1=5x-5, x=2를 얻었다. 마지막으로 x=2를 원래 식에 대입해 두 진수가 양수이고 비가 5가 되는지 확인했다.
힌트 없이도 학생의 첫 기록은 계산식이 아니라 조건이었다. 해를 구한 뒤에는 다시 원식으로 돌아가 후보와 정의역을 대조했다. 시간이 줄어든 상황에서도 이 두 행동, 즉 첫 줄에 진수조건을 쓰기와 최종 후보를 원식에 검산하기가 남아 있다면 로그의 성질을 적용하는 순서가 바뀌어도 허용되지 않는 값을 해로 받아들이는 오류를 막을 수 있다.