신시가지 고2수학과외







경계값에서 드러난 누락
학생은 Σ(2k²+3k+4)를 계산하면서 계수와 상수항을 한 번에 처리해 답을 155로 적었다. 신시가지과외 수업에서는 먼저 가장 작은 범위인 \(k=1\)을 대입해 식의 구조를 확인했다.
원래 항은 \(2(1)^2+3(1)+4=9\)이므로, 상수항 \(4\)를 빠뜨린 계산은 첫 항부터 실제 합과 어긋난다.
표준합으로 역추적하기
항별 분해
합의 선형성을 이용하면 다음과 같이 나눈다.
\[ \sum_{k=1}^{n}(2k^2+3k+4) =2\sum_{k=1}^{n}k^2+3\sum_{k=1}^{n}k+4\sum_{k=1}^{n}1 \]
따라서
\[ \sum_{k=1}^{n}(2k^2+3k+4) =\frac{n(n+1)(2n+1)}{3} +\frac{3n(n+1)}{2}+4n \]
오류가 생긴 지점
\(\sum 1=n\)인데 이를 생략하면 \(4n\)이 사라진다. 계수 \(2,3\)만 계산한 것이 오답의 직접적인 원인이었다.
새 수치로 최종 확인
\(n=5\)일 때
\[ 2\sum_{k=1}^{5}k^2+3\sum_{k=1}^{5}k+4\sum_{k=1}^{5}1 =2(55)+3(15)+4(5)=175 \]
실제로 \(9+18+31+48+69=175\)이므로 두 계산이 일치한다. 다항식 합에서는 각 항의 계수뿐 아니라 상수항도 반드시 \(\sum 1\)로 분리해야 한다.