연호지구 고2수학과외







검산 직전, 대칭관계부터 다시 확인하다
연호지구에서 진행한 대구과외 수업에서 학생은 정규분포 그래프의 평균 왼쪽과 오른쪽 확률을 비교한 뒤, “평균보다 큰 값이 나올 확률은 항상 1/2보다 작다”고 판단했다. 마지막 검산에서는 이 문장이 모든 구간에 적용되는지부터 확인했다.
틀린 영역쌍 찾기
정규분포의 평균을 μ라 하면 그래프는 직선 x=μ를 기준으로 좌우 대칭이다. 따라서 평균에서 같은 거리만큼 떨어진 대응 구간은 넓이가 같다.
예를 들어 표준정규분포에서
P(Z<-1)=P(Z>1)
이고,
P(μ-a<X<μ)=P(μ<X<μ+a)
가 성립한다.
오답의 원인은 ‘구간’과 ‘한쪽 영역’의 혼동
평균보다 큰 값의 확률
연속형 정규분포에서 평균 μ를 기준으로 한쪽 전체를 비교하면
P(X>μ)=P(X<μ)=1/2
이다. 그러므로 “평균보다 큰 값일 확률은 항상 1/2보다 작다”는 문장은 틀렸다.
특정 구간에서는 달라진다
반면 평균보다 큰 특정 구간의 확률은 1/2보다 작을 수 있다. 예를 들어
P(μ<X<μ+a)<1/2
이지만, 이는 오른쪽 꼬리 전체가 아니라 일부 구간만을 뜻한다. 또 대칭 구간인 (μ-a, μ)와 (μ, μ+a)의 확률은 서로 같다.
교정된 판단 기준
그래프나 선택지를 볼 때는 먼저 평균을 기준으로 양쪽 영역이 대응하는지 확인한다. 평균에서 같은 거리인 구간이면 확률이 같고, 평균을 경계로 전체 왼쪽과 오른쪽을 나누면 각각 1/2이다. 따라서 구간의 위치와 범위를 확인하지 않은 채 확률의 크기를 단정하면 안 된다.
이 기준은 대구고3수학과외에서 정규분포 선택지를 검토할 때도 그대로 적용할 수 있다.