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옥련지구 고2수학과외

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수평접선을 모두 극값으로 보면 안 되는 이유

학생 풀이 기록에는 다음 문장이 적혀 있었다.

“도함수가 0이 되는 점은 그래프의 방향이 멈추므로 극댓값 또는 극솟값이다.”

이 판단은 수평접선이 있다는 사실도함수의 부호가 바뀐다는 사실을 혼동한 것이다. 옥련지구과외 수업에서는 먼저 정지점의 좌우 증감을 확인하도록 교정했다.

하나의 식으로 확인하기

함수 \(f(x)=x^3\)을 보자.

\[ f'(x)=3x^2 \]

\(f'(0)=0\)이므로 \(x=0\)에서 수평접선이 생긴다. 그러나 \(x<0\)일 때도 \(f'(x)>0\), \(x>0\)일 때도 \(f'(x)>0\)이다.

구간 도함수 부호 함수의 변화
\(x<0\) 양수 증가
\(x=0\) 0 수평접선
\(x>0\) 양수 증가

극값과 변곡점 구분

증가에서 감소로 바뀌거나 감소에서 증가로 바뀌어야 극값이다. \(f(x)=x^3\)은 계속 증가하므로 \(x=0\)은 극값이 아니다.

대신 그래프의 오목성이 바뀌므로 \(x=0\)은 변곡점이다. 따라서 그래프는 해당 점에서 멈췄다가 되돌아가지 않고, 평평하게 지나가는 \(x^3\)형 모양을 갖는다.

교정된 판단 절차

  1. 먼저 \(f'(x)=0\)인 정지점을 찾는다.
  2. 정지점의 왼쪽과 오른쪽에서 \(f'(x)\)의 부호를 조사한다.
  3. 부호가 바뀌면 극값, 바뀌지 않으면 극값이 아니다.
  4. 필요하면 \(f''(x)\)의 부호 변화를 확인해 변곡점 여부를 판단한다.

예를 들어 \(g(x)=x^3-3x\)에서는 \(g'(x)=3(x-1)(x+1)\)이다. \(x=-1\)에서는 도함수 부호가 양수에서 음수로 바뀌어 극댓값이고, \(x=1\)에서는 음수에서 양수로 바뀌어 극솟값이다.

반면 \(x^3\)의 \(x=0\)처럼 도함수 부호가 그대로 유지되는 수평접선은 극값으로 표시하지 않는다. 이 구분이 그래프 개형을 정확하게 완성하는 핵심이다.

옥련지구 고2수학과외 학부모 후기

숙제를 끝낸 아이가 계산이 길었던 문제를 또 펼쳐 보길래 처음부터 다시 풀 줄 알았어요. 그런데 전부 지우지 않고, 틀린 계산이 나온 줄 바로 앞에 연필을 대고 그 부분부터 이어서 풀더라고요. 예예전에는 물어볼 게 생겨도 따로 적어 두지 않고 그냥 넘어가는 경우가 많았거든요. 옥련지구 수학과외 이야기를 나누던 중에도 저는 그 장면이 계속 생각났어요. 풀이를 통째로 버리는 대신 어디에서 다시 살펴볼지 스스로 정한 모습이 꽤 구체적으로 보이더라고요. 학교 자습 시간에 문제를 읽다가 막힌 흔적을 봤는데, 그때도 앞부분을 전부 지우지 않았습니다. 오류가 생기기 직전 줄에서 다시 계산을 시작했고, 문제 전체가 아니라 필요한 부분만 남겨 두었더라고요. calc.

★★★★☆학부모 후기

오답 파일을 정리하려고 자료를 챙기던 토요일, 수열 문제 한 장에서 아이가 적어 둔 방식이 눈에 띄었어요. 항 번호와 값을 한 줄에 섞지 않고 따로 나눠 써 놓았더라고요. 두 항 사이가 얼마나 벌어지는지 먼저 살펴본 흔적도 보여서 잠깐 멈춰서 보게 됐습니다. 원래는 다시 확인할 때도 처음 문제를 풀었던 순서대로 따라가는 편이었거든요. 그런데 그날에는 순서를 그대로 되짚기보다 번호와 값을 분리해서 간격부터 확인하고 있더라고요. 옥련지구 수학과외 이야기를 나누며 자료를 챙긴 적은 있어도, 집에서 이런 식으로 적어 둔 모습은 처음 봤습니다. 새로운 문법 문제를 풀던 날에도 비슷하게 수열의 항 번호와 값을 따로 적어 두었어요. 이후에는 다시 살펴볼 곳 하나만 정하고 나머지는 정리해 두었는데, 어디를 볼지 먼저 골라 놓은 점이 전과 달랐습니다.

★★★★★학부모 후기

비가 꽤 내리던 주말 오후였어요. 지나가다 아이 문제집을 봤는데, 서술형 답안을 통째로 고친 게 아니라 지운 자리 아래에 중간식부터 다시 적어 놓았더라고요. 답만 맞추려는 모습이 아니라 어디서부터 꼬였는지 먼저 살피는 것처럼 보이더라고요. 전에 확인할 내용이 여러 개면 중요한 부분과 덜 중요한 부분을 한꺼번에 뒤섞어 보곤 했거든요. 그런데 이번에는 답안 전체를 다시 쓰지 않고 잘못된 중간식만 골라 손을 댔어요. 옥련지구 수학과외 이야기를 나누면서도 제가 눈여겨본 건 이런 작은 풀이 장면이었습니다. 선택지가 나뉜 문제를 풀 때도 같은 방식이 보였어요. 틀린 중간식을 먼저 고쳐 쓴 뒤, 한 번 더 확인한 부분은 접어 두고 다음 풀이로 넘어가더라고요. 문제를 처음부터 다시 헤매기보다 필요한 곳부터 짚은 흔적이 남아 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

새 교재를 시작한 첫 주, 옥련지구 수학 과외에서 아이가 풀이를 설명하려고 한 모습이 기억에 남았습니다. 모르는 문제를 그냥 넘기던 아이에게 선생님은 익숙한 기초 문제부터 다시 짚고, 답 대신 생각을 정리할 기준을 알려 주셨습니다. 집에서도 해야 할 양을 나누어 보며 공부를 조금 편하게 받아들이는 듯했습니다.

★★★★★학부모 후기

옥련지구에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 틀린 문제를 다시 보는 일부터 부담스러워했습니다. 선생님은 풀이를 천천히 함께 살피며 맞힌 문제도 우연히 푼 것은 아닌지 짧게 설명하게 했고, 아이가 스스로 이어갈 시간도 남겨 주셨습니다. 시험 계획을 다시 세운 뒤에는 숙제를 서두르기보다 틀린 이유를 먼저 생각해 보려는 모습이 보여 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

학원과 학교 일정이 겹쳐 귀가가 늦어진 날에도 선생님은 아이의 표정과 수업 태도를 세심하게 살펴 주셨습니다. 시험 전 문제를 한꺼번에 늘리기보다 설명을 듣고 스스로 다시 풀 시간을 주셨고, 수업에서 보인 모습도 부모에게 자세히 알려 주셨어요. 옥련지구에서 과외를 시작한 뒤 집에서는 질문할 문제를 미리 표시해 두는 습관이 생겨 작은 변화가 참 반갑습니다.

★★★★★학부모 후기