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무실동 고2수학과외

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최종값이 맞아 보여도 좌우식 선택은 다시 확인해야 한다

무실동과외에서 절댓값 함수의 극한을 점검할 때는 계산 결과보다 먼저 경계점 양쪽에서 절댓값 안의 식이 양수인지 음수인지 확인해야 한다. 특히 근이 여러 개인 함수는 분석할 점에 따라 좌우식이 달라질 수 있다.

문제와 학생 풀이 기록

함수 \(f(x)=|x^2-1|\)의 \(x=1\)에서의 좌극한과 우극한을 구하자.

학생은 절댓값 안의 식을 한쪽에서만 판단하여 양변에 \(x^2-1\)을 그대로 적용했다.

\[ \lim_{x\to1^-}|x^2-1|=\lim_{x\to1^-}(x^2-1)=0 \]

\[ \lim_{x\to1^+}|x^2-1|=\lim_{x\to1^+}(x^2-1)=0 \]

결과는 우연히 같지만, 좌우에서 사용한 식을 모두 \(x^2-1\)로 둔 과정은 정확하지 않다.

경계점 양쪽의 부호 확인

\(x=1\)의 왼쪽에서는 \(x<1\)이고 \(x\)가 1에 가까우므로 \(x^2-1<0\)이다. 따라서

\[ |x^2-1|=-(x^2-1)=1-x^2 \quad (x<1) \]

반대로 \(x=1\)의 오른쪽에서는 \(x>1\)이므로 \(x^2-1>0\)이다. 따라서

\[ |x^2-1|=x^2-1 \quad (x>1) \]

교정된 좌우극한

\[ \lim_{x\to1^-}|x^2-1| =\lim_{x\to1^-}(1-x^2)=0 \]

\[ \lim_{x\to1^+}|x^2-1| =\lim_{x\to1^+}(x^2-1)=0 \]

따라서 좌극한과 우극한은 모두 0이며, \(\lim_{x\to1}|x^2-1|=0\)이다. 다만 극한값이 같다는 사실과 좌우에서 같은 식을 사용해도 된다는 주장은 서로 다르다.

근이 여러 개일 때의 최종 확인

\(x^2-1=0\)의 근은 \(x=-1,1\)이다. \(x=-1\)에서도 좌우의 부호를 따로 확인해야 한다.

\[ x\to-1^-:\ x^2-1>0,\qquad x\to-1^+:\ x^2-1<0 \]

그러므로 절댓값 함수의 좌우식 변환에서는 전체 함수의 모양만 보고 식을 고르지 말고, 분석할 경계점과 접근 방향을 함께 기준으로 삼아야 한다.

무실동 고2수학과외 학부모 후기

수업 자료를 인쇄해 식탁에 올려둔 날이었어요. 아이가 제가 말을 꺼내기도 전에 수열 문제 옆에 숫자들을 적어 놓았더라고요. 항의 순서와 실제 값을 나눠 적은 흔적이 보여서 잠깐 지켜봤습니다. 무실동 수학과외를 알아보던 중에도 이런 장면은 처음이라 눈에 들어왔어요. 예전에는 문제를 다시 펼치면 적힌 내용을 한꺼번에 훑는 편이었는데, 그날에는 항 번호와 값 사이의 차이를 먼저 살피고 있었습니다. 무엇을 기준으로 봐야 하는지 자기 방식대로 나눠 놓은 모습이었어요. 수학 교재를 가방에 넣기 직전에도 같은 수열 단원에서 번호와 값을 별도로 적어 두었어요. 페이지 전체를 두루 보는 대신 확인할 부분을 좁혀 놓고, 그 지점부터 눈으로 따라가더라고요.

★★★★★학부모 후기

계산 문제를 풀고 나서 아이가 해설부터 찾지 않고, 연필로 적은 줄을 위에서부터 하나씩 다시 따라가고 있더라고요. 답지를 펼칠 듯하다가도 손을 멈추고 자기 계산을 먼저 살피는 모습이 눈에 띄었어요. 예예전에는 정답이나 해설을 확인한 뒤에야 처음 풀이를 돌아보는 일이 대부분이었거든요. 시험 범위가 발표된 저녁, 공부를 마친 뒤에도 같은 장면을 우연히 보게 됐어요. 답지는 옆에 그대로 놓여 있는데 계산한 과정을 한 줄씩 거꾸로 짚어 보고 있었습니다. 무실동 수학과외 이야기를 나누며 지켜보던 중이라 더 세심하게 보게 됐는데, 다음 계산 문제에서도 해설을 열기 전에 앞부분부터 다시 확인하더라고요. 나중에 바로 찾을 수 있게 본인이 본 위치까지 남겨 둔 것도 보였어요.

★★★★★학부모 후기

처음에는 책상에 앉는 것부터 부담스러웠지만, 무실동 과외를 시작한 뒤 선생님이 질문의 이유를 먼저 들어주셔서 수업 분위기가 편해졌습니다. 시험 전 마지막 주말에도 준비가 덜 된 부분을 차분히 확인하고, 스스로 풀어볼 시간을 남겨 주셨습니다. 숙제가 많을 때는 먼저 말하고 조절할 수 있게 된 모습이 가장 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★☆학부모 후기

학교 과제와 과외 숙제가 겹친 주간에도 아이가 무실동 수업을 마치고 바로 책상에 앉는 모습이 기억에 남았습니다. 선생님은 틀린 문제를 왜 틀렸는지 함께 살피되, 할 수 있는 문제부터 풀게 하며 스스로 이어갈 시간을 남겨 주셨습니다. 완벽하게 하려다 멈추던 아이가 이제는 답이 틀려도 한 번 더 확인해 보는 점이 부모로서 반갑습니다.

★★★★★학부모 후기

무실동에서 수학 과외를 시작하기 전에는 아이가 모르는 문제를 만나면 금세 집중을 놓고 지나가기 일쑤였습니다. 숙제하다 막힌 날에도 선생님은 답을 바로 알려주기보다 생각이 달라진 지점을 함께 찾아 아이가 스스로 이어가게 했고, 요즘은 수업에서 궁금했던 점을 먼저 말하는 모습이 보여 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기