남천동 중3수학과외







남천동 중3수학과외에서 확인한 차의 제곱 인수분해의 경계
남천동과외 수업에서 서술형 답안을 살펴보던 중, 학생이 계산은 빠르게 진행했지만 식의 모양이 바뀌는 순간 판단 기준을 놓치는 장면이 나타났습니다. 동산로즈아파트와 소라아파트가 있는 생활권, 부산수영중학교와 동아중학교가 포함된 생활권에서 중3수학과외를 받는 학생들이 자주 만나는 유형이지만, 핵심은 공식을 외우는 데 있지 않고 언제 차의 제곱 형태를 사용할 수 있는지 구분하는 데 있습니다.
답안에 남은 첫 선택
문제는 다음과 같았습니다.
다음 식을 인수분해하고, 그렇게 판단한 이유를 쓰시오.
25a2-36b2
학생은 먼저 25a2와 36b2를 각각 확인하고, 제곱수라는 표시를 했습니다. 이어서 25a2의 제곱근을 5a, 36b2의 제곱근을 6b로 적었습니다. 여기까지의 읽기와 계산은 맞았습니다. 그런데 답안에는 다음과 같이 적혀 있었습니다.
25a2-36b2=(5a-6b)(5a-6b)
학생은 “두 항의 제곱근을 찾았고, 두 인수의 곱으로 돌아와야 하므로 같은 인수를 두 번 썼다”고 설명했습니다. 하지만 이 단계에서 이미 결과가 달라졌습니다. 두 항이 제곱 형태라는 조건 하나만 확인하고, 원식 가운데가 ‘뺄셈’이라는 조건을 인수의 부호에 반영하지 않았기 때문입니다. 마지막 전개 계산에서 실수한 것이 아니라, 인수를 고르는 최초의 판단이 어긋난 것입니다.
부호 하나만 다시 선택하기
풀이를 전부 새로 쓰게 하지 않고, 학생이 이미 찾은 5a와 6b는 그대로 두었습니다. 바꾼 것은 인수 사이의 부호뿐이었습니다.
25a2-36b2에서 앞의 항은 (5a)2, 뒤의 항은 (6b)2입니다. 두 제곱의 차는 두 제곱근의 차와 합을 곱하는 모양이어야 하므로 다음처럼 적습니다.
25a2-36b2=(5a-6b)(5a+6b)
학생은 앞서 찾은 제곱근을 유지한 채 두 번째 인수의 부호만 바꾸었습니다. 그리고 전개하여
(5a-6b)(5a+6b)=25a2+30ab-30ab-36b2=25a2-36b2
라고 확인했습니다. 가운데 항이 서로 없어지는 이유까지 적으면서, 뺄셈으로 된 두 제곱에서는 인수의 부호가 서로 달라야 한다는 기준을 답안에 남겼습니다.
모양이 달라진 식에서 다시 판단하기
다음 시간에는 숫자만 바꾼 식이 아닌, 한쪽 제곱이 괄호 안에 들어간 문제를 제시했습니다.
다음 식을 인수분해하시오.
49p2-(2q)2
학생은 먼저 49p2를 (7p)2로, (2q)2는 그대로 제곱 형태로 표시했습니다. 그다음 식 전체가 ‘첫 번째 제곱-두 번째 제곱’인지 확인하고, 7p와 2q를 각각 두 인수에 배치했습니다.
49p2-(2q)2=(7p-2q)(7p+2q)
이번에는 괄호 안의 항을 억지로 전개하지 않고, 제곱근의 모양을 먼저 읽었습니다. 또한 식의 순서를 바꾸어
(2q)2-49p2
로 제시했을 때도 앞뒤를 바꾸어 단순히 같은 답을 쓰지 않았습니다. 어느 제곱이 먼저 놓였는지에 따라 인수의 첫 부호가 달라진다는 점을 확인하여
(2q-7p)(2q+7p)
로 정리했습니다. 조건의 위치와 항의 순서가 달라져도 ‘두 제곱의 차’인지 먼저 판단한 뒤 부호를 정했습니다.
힌트 없이 남긴 마지막 검증
마지막에는 도움 없이 다음 식을 풀게 했습니다.
81r2-100s2를 인수분해하고, 다른 형태로는 적용할 수 없는 경계를 설명하시오.
학생은 81r2=(9r)2, 100s2=(10s)2라고 표시한 뒤, 두 항 사이가 뺄셈이므로
81r2-100s2=(9r-10s)(9r+10s)
라고 썼습니다. 이어서 “두 항이 제곱 형태이고 가운데가 뺄셈일 때만 이 모양을 선택한다. 덧셈으로 바뀌면 같은 두 인수를 사용할 수 없고, 제곱근을 찾았다는 사실만으로 차의 제곱 인수분해를 적용할 수는 없다”고 설명했습니다. 마지막으로 직접 전개하여 81r2+90rs-90rs-100s2가 원식과 같음을 확인했습니다. 이번 검증은 부호를 외운 결과가 아니라, 식의 제곱 형태와 뺄셈 조건을 스스로 다시 선택한 과정이었습니다.