만촌동 고2수학과외







속도 적분에서 부호를 놓친 순간
서술형 답안의 첫 문장에는 “물체의 이동거리는 속도를 적분한 값이므로 0이다”라고 적혀 있었다. 그러나 이 결론은 변위와 이동거리를 혼동한 결과였다. 만촌동과외 수업에서는 계산보다 먼저 적분값의 의미를 구분하는 데 집중했다.
학생 풀이 기록
시간 구간을 0≤t≤4, 속도를 v(t)=t-2라 하자.
\[ \int_0^4 v(t)\,dt =\int_0^4(t-2)\,dt =\left[\frac{t^2}{2}-2t\right]_0^4 =0 \]
학생은 이 값을 곧바로 “이동거리 0”이라고 해석했다.
부호가 의미하는 것
v(t)=0인 시각은 t=2이다. 0≤t<2에서는 속도가 음수이고, 2<t≤4에서는 속도가 양수다. 따라서 물체는 먼저 한쪽 방향으로 이동한 뒤 방향을 바꾼다.
속도의 정적분은 방향을 포함한 위치 변화, 즉 변위이다.
\[ \text{변위}=\int_0^4v(t)\,dt=0 \]
반면 이동거리는 속도의 절댓값을 적분해야 한다.
\[ \text{이동거리} =\int_0^4|v(t)|\,dt =\int_0^2(2-t)\,dt+\int_2^4(t-2)\,dt =2+2=4 \]
교정된 해석 확인
최종 위치는 출발 위치와 같으므로 변위는 0이지만, 실제로는 총 4만큼 움직였다. 따라서 “정적분값이 0이므로 이동거리도 0이다”라는 문장은 틀렸다.
올바른 설명은 다음과 같다.
- 속도 정적분: 변위
- 속도 절댓값의 정적분: 이동거리
보기에서 오류 찾기
다음 보기 중 옳지 않은 것은 ③이다.
- 속도가 음수인 구간에서는 기준 방향과 반대로 움직인다.
- 속도의 정적분은 위치 변화량을 나타낸다.
- 속도의 정적분값이 0이면 물체는 움직이지 않았다.
- 속도의 부호가 바뀌면 이동거리를 계산할 때 구간을 나누어야 한다.
③은 변위가 0이라는 사실을 이동거리 0으로 잘못 바꾼 문장이다. 적분 계산 뒤에는 반드시 속도의 부호 변화와 문제에서 요구한 값이 변위인지 이동거리인지 확인해야 한다.
유형 이름 없이 시작해 보기
문제집의 유형 제목을 가리고 주어진 조건만으로 사용할 개념을 골라 보세요. 제목이 있을 때만 풀이가 떠오른다면 문제의 특징과 풀이 방법을 연결하는 연습이 더 필요할 수 있습니다. 현재 단원 안에서 익숙한 예제 몇 개로 점검해 볼 수 있습니다.
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고등 수학
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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.
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