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부정적분 결과를 미분으로 검산하는 법

계산을 끝낸 뒤 답을 바로 확정하지 않고, 원시함수를 미분해 원래 함수와 대조하면 항별 오류를 빠르게 찾을 수 있다. 청학지구과외에서도 복잡한 계수의 적분은 이 검산 과정을 풀이의 마지막 단계로 정리할 수 있다.

검산 장면에서 발견한 오류

원래 적분과 학생의 답

다음 부정적분을 계산한다고 하자.

∫(3/2x2−4x+7)dx

학생은 다음과 같이 적었다.

F(x)=1/2x3−2x2+7+C

각 항을 미분하면

F′(x)=3/2x2−4x

상수 7과 C는 미분 과정에서 사라지므로 원래 함수의 상수항 7이 나타나지 않는다. 따라서 이 답은 올바른 원시함수가 아니다.

항별로 다시 확인하기

정확한 적분은 항별로 계산한다.

∫3/2x2dx=1/2x3

∫−4xdx=−2x2

∫7dx=7x

그러므로

F(x)=1/2x3−2x2+7x+C

이를 미분하면

F′(x)=3/2x2−4x+7

원래 피적분함수와 일치하므로 결과가 검증된다.

표현이 바뀐 새 문제에 적용하기

문제의 모양보다 미분 결과를 판단 기준으로 삼기

다음 중 함수 f(x)=2x3−3x2+5x+C의 도함수와 일치하는 식을 고르자.

  • ① 6x2−6x+5
  • ② 6x2−3x+5
  • ③ 2x2−6x+5

각 항을 미분하면

(2x3)′=6x2, (−3x2)′=−6x, (5x)′=5

따라서 f′(x)=6x2−6x+5이므로 정답은 ①이다. 익숙한 적분식인지보다 미분한 결과가 원래 함수와 같은지가 핵심이다.

재풀이에서 유지할 판단 순서

검산 기록을 짧게 남기기

  1. 부정적분 결과에 누락된 x항이나 계수 오류가 없는지 적는다.
  2. 상수 C를 제외한 각 항을 미분한다.
  3. 미분 결과를 피적분함수와 항별로 대조한다.
  4. 하나라도 다르면 해당 항의 적분 계수를 다시 계산한다.

부정적분의 답은 미분했을 때 원래 함수가 되어야 한다. 이 기준을 적용하면 복잡한 계수가 포함된 문제에서도 모양에 의존하지 않고 오류 항을 골라낼 수 있다.

청학지구 고2수학과외 학부모 후기

학교 자습 시간에 문제를 읽다가 노트 한쪽에 다시 볼 부분과 그 이유를 짧게 적어 둔 걸 보게 됐어요. 자료 전체를 옮겨 적은 게 아니라 필요한 한 줄만 남겨 놓았더라고요. 예전에는 모르는 게 있어도 무엇을 물어볼지 미리 써 두는 일이 없었거든요. 집에서 수학 숙제를 끝낸 뒤에도 비슷한 장면이 보이더라고요. 수학 노트에 ‘여기서부터 다시’라는 표시가 있고, 그 아래에는 계산 한 줄만 남아 있었습니다. 문제를 처음부터 다시 적은 흔적은 없고, 다시 확인할 지점만 눈에 띄었어요. 청학지구 수학과외를 알아보던 중이라 노트를 자주 살펴봤는데, 같은 문제를 두고도 전처럼 막연히 남겨 두지 않는다는 점이 보였어요. 학교에서 다른 문제를 읽을 때도 필요한 부분과 이유를 따로 남겼고, 집에서는 계산 한 줄로 다시 볼 곳을 짚어 둔 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

기말고사가 끝난 주말, 아이가 공부를 마치고도 문제집을 바로 덮지 않더라고요. 맞힌 문제 하나를 다시 펼쳐 놓고, 지금 적어 둔 풀이보다 줄일 수 있는 부분이 있는지 잠시 들여다보게 됐어요. 답을 틀린 것도 아닌데 풀이 과정을 다시 비교하는 모습은 처음 봤습니다. 예전에는 한 번 풀고 맞으면 그대로 넘어갔어요. 따로 궁금한 점을 적어 두거나 다시 확인할 만한 부분을 남기는 일도 없었고요. 청학지구 수학과외 이야기를 나누던 중에도 저는 그저 문제를 끝까지 푸는지만 봤는데, 이번에는 맞힌 문제를 어떻게 풀었는지까지 살피고 있었습니다. 모의고사 오답을 정리할 때도 비슷한 장면이 나왔어요. 틀린 문제만 보는 줄 알았더니 맞았던 문제 하나를 골라 다른 풀이가 가능한지 다시 비교하더라고요. 필요한 부분만 접어 둔 뒤 자리에서 일어났는데, 마지막까지 답보다 풀이의 길이를 보고 있던 게 기억에 남더라고요.

★★★★☆학부모 후기

청학지구에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 주말에 한 과목을 예상보다 오래 공부하며 질문할 내용을 따로 적어 두는 모습이 눈에 띄었습니다. 선생님은 아이가 부담을 느끼는 부분을 살펴 학습량을 조절하고, 부모에게도 수업 상황을 꼼꼼히 알려 주셨습니다. 요즘은 맞힌 문제도 풀이가 괜찮았는지 다시 확인하며 집중하는 시간이 자연스럽게 늘었습니다.

★★★★★학부모 후기

청학지구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 틀린 문제를 다시 보기 싫어하던 아이가 시험이 끝난 주말에도 풀이를 펼쳐 질문할 부분을 표시해 두었습니다. 선생님은 답이 틀렸다고 처음부터 다시 풀게 하기보다 어디서 생각이 어긋났는지 함께 찾아주시고, 이해했는지 확인하며 천천히 설명해 주셨습니다. 숙제를 미루는 일도 줄었고 수업에서 배운 내용을 부모에게 먼저 이야기하는 날이 생겨, 공부를 조금 편하게 받아들이는 듯했습니다.

★★★★★학부모 후기

시험이 끝난 뒤 청학지구에서 아이와 다음 주 공부량을 정하는 모습을 보니 예전처럼 막연히 책상에 앉지는 않더군요. 선생님은 어려운 문제 뒤에 부담 적은 문제를 섞어 숙제와 복습을 자연스럽게 이어가게 했고, 아이도 수업 후 스스로 해냈다는 말을 조금씩 하기 시작했습니다.

★★★★★학부모 후기