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원주혁신도시 고2수학과외

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같은 도함수를 갖는 함수쌍 고르기

최종 검증 문제는 다음과 같다.

문제: 함수 \(f(x)=3x+2\), \(g(x)=3x-5\)의 도함수를 각각 도함수의 정의로 구하고, 두 함수의 도함수가 같은 이유를 설명하시오.

검증 결과

도함수의 정의에 따라

\[ f'(x)=\lim_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} \]

이다. \(f(x)=ax+b\)를 대입하면

\[ \frac{a(x+h)+b-(ax+b)}{h} =\frac{ah}{h}=a \]

이므로 \(f'(x)=a\)이다. 따라서

\[ f'(x)=3,\qquad g'(x)=3 \]

이다. 두 함수는 절편만 다르고 일차항의 계수가 같으므로 도함수도 같다.

최초 오류를 거슬러 올라가기

상수항까지 기울기에 포함한 판단

처음에는 \(f(x)=ax+b\)를 정의식에 넣은 뒤 \(b\)도 기울기에 영향을 준다고 생각하기 쉽다. 그러나 함수값의 차를 계산하면 상수항은 서로 없어지는 항이다.

\[ f(x+h)-f(x) =\{a(x+h)+b\}-(ax+b) =ah \]

따라서 \(b\)는 남지 않으며, \(h\)로 나누면 기울기 \(a\)만 남는다.

정의역과 극한 확인

일차함수 \(f(x)=ax+b\)는 모든 실수 \(x\)에서 정의된다. 도함수의 정의에서는 \(h\neq0\)인 상태에서 몫을 계산한 뒤 \(h\to0\)으로 보낸다. 이 과정에서 \(h\)를 약분할 수 있고, 결과가 항상 \(a\)이므로 모든 실수 \(x\)에서 도함수가 존재한다.

원주혁신도시과외에서의 적용

원주혁신도시과외 수업에서는 계산 결과만 외우기보다 함수값의 차에서 상수항이 소거되는 과정을 먼저 확인한다. 그러면 \(y=3x+2\), \(y=3x-5\)처럼 절편만 다른 직선이 평행하고, 두 직선의 도함수가 같은 이유까지 정의식으로 설명할 수 있다.

원주혁신도시 고2수학과외 학부모 후기

방정식 풀이를 하던 아이가 답을 적고 바로 다음 문제로 넘어가지 않더라고요. 구한 후보 해를 원래 식에 차례로 넣어 보면서 실제로 남는 값이 무엇인지 확인하고 있었어요. 예예전에는 공부를 마친 뒤에도 헷갈린 부분이나 남은 의문을 따로 표시해 두는 일이 거의 없었는데, 이날은 확인한 과정이 보이도록 흔적을 그대로 남겨 두었습니다. 새 학기 첫 수학시험을 앞둔 주라서 책상 위에 문제집이 펼쳐져 있었고, 저는 원주혁신도시 수학과외라는 말을 찾아보던 때와는 별개로 아이가 스스로 식을 다시 대입하는 모습이 눈에 띄었어요. 수학 수업이 없는 평일 저녁에도 같은 방정식 문제를 풀다가 후보 해를 원래 식에 넣어 남길 값을 살폈고, 지우개로 없애지 않은 계산 자국이 책장을 덮은 뒤에도 그대로 보였습니다.

★★★★★학부모 후기

금요일 밤에 아이가 공부를 끝낸 뒤 책상 위를 치우다가 잠깐 멈췄어요. 문제 옆에 긴 조건을 그대로 옮겨 적은 게 아니라, 필요한 내용만 짧은 말로 바꿔 적어 놓았더라고요. 예예전에는 다시 볼 문제를 골라도 범위를 넓게 잡아서 어디부터 확인할지 모호했거든요. 이번에는 식 옆에 꼭 필요한 조건만 따로 남겨 둔 모습이 눈에 띄었습니다. 원주혁신도시 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 부분을 유심히 보게 됐는데, 새 계산 파일을 재생했을 때도 비슷한 장면이 있더라고요. 긴 문제 설명을 전부 따라 쓰지 않고 필요한 조건만 추려 식 가까이에 적어 두었고, 다시 확인할 자료를 다른 곳으로 옮기지도 않았습니다. 원래 있던 자리에서 바로 찾을 수 있게 표시해 둔 정도였어요. 전에는 자료를 고르는 것에서 끝났다면, 이제는 어떤 부분을 볼지 한 줄 안에서 구분해 놓고 있었습니다.

★★★★☆학부모 후기

원주혁신도시에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 틀린 문제를 다시 펼쳐 보는 모습이 조금씩 달라졌습니다. 예전에는 숙제를 미루다 한꺼번에 하곤 했는데, 선생님이 맞힌 문제도 풀이를 짧게 설명하게 하고 스스로 생각할 시간을 주셔서인지 풀이를 천천히 돌아보게 됐습니다. 시험 계획을 다시 세우며 공부를 시작하는 표정도 한결 편안해 보여 부모로서 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

원주혁신도시에서 수학 과외를 시작한 뒤에도 아이는 복습보다 진도를 서두르는 편이었고, 시험기간에는 집중력이 쉽게 흔들렸습니다. 어느 날 숙제에서 모르는 문제가 여럿 나오자 선생님께서 틀렸다고 바로 지적하지 않고 아이가 어디서 생각을 달리했는지 차분히 물어보셨습니다. 그 뒤로는 수업 중 궁금한 점을 먼저 말하고, 막힌 문제도 서두르지 않고 다시 살펴보려는 모습도 조금씩 생겼습니다.

★★★★★학부모 후기

처음에는 숙제를 시작하기까지 한참을 미루다가 결국 몰아서 하는 날이 많아 걱정했는데, 원주혁신도시 수학과외를 시작한 뒤 공부하는 모습이 조금씩 달라졌습니다. 선생님께서는 아이가 풀이한 흔적을 지우지 않고 함께 살펴보며, 컨디션이 좋지 않은 날에는 문제 수를 줄이고 핵심 내용에 집중하게 하셨습니다. 요즘은 모르는 부분을 그대로 지나치지 않고 선생님께 다시 설명해 달라고 편하게 말하는 모습이 가장 반갑습니다.

★★★★☆학부모 후기