단계지구 고2수학과외







두 접선이 나오는지 먼저 확인하기
포물선 \(y=x^2\)와 외부점 \(P(1,0)\)을 생각하자. 이 점에서 포물선에 그은 접선의 방정식을 구하는 것이 목표다. 단계지구과외 수업에서는 계산보다 먼저 접점과 외부점의 역할을 구분하도록 풀이 기록을 확인했다.
학생 풀이 기록에서 발견한 오류
학생은 접점을 \(T(t,t^2)\)로 두었지만, 접선의 식에 외부점 \(P(1,0)\)을 대입하는 대신 \(x=1,\ y=0\)을 접점의 좌표처럼 사용했다. 접점은 움직이는 점 \(T\)이고, 외부점은 완성된 접선 위에 놓이는 고정된 점이다.
접점에서 접선식을 세우기
미지 접점으로 표현한 접선
\(y=x^2\)에서 \(T(t,t^2)\)에서의 접선은
\[ y=2tx-t^2 \]
이다. 이 직선이 외부점 \(P(1,0)\)을 지나므로 \(x=1,\ y=0\)을 대입한다.
\[ 0=2t-t^2 \] \[ t(t-2)=0 \]
따라서 접점의 매개변수는 \(t=0,\ 2\)이다.
두 접선의 최종 확인
\(t=0\)일 때
\[ y=0 \]
\(t=2\)일 때
\[ y=4x-4 \]
두 직선 모두 \(P(1,0)\)을 지나며, 각각 포물선에 한 점에서 접한다. 실제로 \(y=0\)과 \(y=x^2\)의 교점은 \(x=0\)에서 중근을 이루고, \(y=4x-4\)와 \(y=x^2\)의 교점은 \((x-2)^2=0\)이므로 접선 조건도 만족한다.
새 문제에 적용할 판단 기준
외부점 \(P(a,b)\)가 주어지면 먼저 접점을 \(T(t,t^2)\)로 둔다. 그다음 접선식에 \(P(a,b)\)를 대입해 \(t\)를 결정한다. \(P\)의 좌표를 접점으로 사용하면 접선의 기울기와 접점 위치가 뒤섞이므로, 두 점의 역할을 끝까지 분리해야 한다.