민락동 고2수학과외







음수로 나온 넓이에서 시작한 점검
두 곡선 사이의 넓이를 계산했는데 적분값이 음수로 나왔다면 계산 실수보다 먼저 위아래 함수의 순서를 확인해야 합니다. 민락동과외 수업에서도 이 오류는 교점 계산보다 자주 나타납니다.
문제와 교점
두 곡선
y = x3 − 3x, y = x
사이의 넓이를 구해 보겠습니다.
교점은
x3 − 3x = x ⇒ x3 − 4x = 0 ⇒ x(x − 2)(x + 2) = 0
따라서 x = −2, 0, 2입니다.
시험점으로 위아래 관계 확인하기
구간마다 달라지는 함수의 위치
두 함수의 차를
f(x) − g(x) = x3 − 4x
로 두면, 구간별 부호를 확인할 수 있습니다.
- −2 < x < 0에서 x = −1을 대입하면 f(x) − g(x) = 3이므로 f가 위쪽입니다.
- 0 < x < 2에서 x = 1을 대입하면 f(x) − g(x) = −3이므로 g가 위쪽입니다.
구간을 나누어 넓이 계산
따라서 넓이는 한 번에 f(x) − g(x)를 적분하지 않고 다음처럼 계산해야 합니다.
A = ∫−20(x3 − 4x)dx + ∫02(4x − x3)dx
첫 번째 넓이는 4, 두 번째 넓이도 4이므로
A = 4 + 4 = 8
오답을 막는 최종 확인
두 곡선 사이의 넓이는 항상 0 이상이어야 합니다. 교점 사이에서 위쪽 함수가 바뀌면 구간을 분할하고, 각 구간에서 위쪽 함수 − 아래쪽 함수의 순서를 다시 정해야 합니다. 단순히 함수 이름 순서를 고정하면 일부 구간에서 음수 넓이가 계산됩니다.