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지정지구 고2수학과외

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정지점이 생겼는데도 극값이 아닐 수 있다

다음 함수에서 fa'(1)=0이 되도록 하는 매개변수 a를 구해 보자.

fa(x)=x3-3ax2+3x

도함수는 fa'(x)=3x2-6ax+3이므로

fa'(1)=6-6a=0에서 a=1을 얻는다.

계산 결과를 그래프로 검증하기

a=1일 때

f1'(x)=3(x-1)2≥0

이다. x=1의 좌우에서 도함수 부호가 모두 양수이므로 함수는 계속 증가한다. 따라서 x=1은 정지점이지만 극대나 극소가 아니다.

즉, 극값점이라면 f'(x)=0이어야 하지만, f'(x)=0이라는 조건만으로 극값을 확정할 수는 없다.

부호변화까지 포함한 새 문제

함수 fa(x)=x3-3x2+ax가 서로 다른 두 극값을 갖도록 하는 실수 a의 범위를 구하여라.

임계점의 개수 확인

fa'(x)=3x2-6x+a이다.

이 방정식이 서로 다른 두 실근을 가져야 두 정지점이 생긴다. 판별식은

Δ=(-6)2-4·3·a=36-12a

이므로 Δ>0, 즉 a<3이어야 한다.

극대와 극소의 존재 확인

도함수의 두 근은

x=1-√(1-a/3),   x=1+√(1-a/3)

이다. 최고차항의 계수가 양수인 이차식 fa'(x)는 두 근의 바깥에서 양수, 두 근 사이에서 음수이다.

따라서 부호는 +→-→+로 변한다. 첫 번째 근에서는 극대, 두 번째 근에서는 극소가 생긴다.

최종 판정과 수업에서의 적용

결론적으로 fa(x)가 서로 다른 두 극값을 갖는 조건은

a<3

이다. a=3이면 f'(x)=3(x-1)2이 되어 정지점 하나만 생기고 부호변화가 없으며, a>3이면 도함수의 실근이 없어 극값이 없다.

이처럼 극값 문제에서는 도함수의 근을 구한 뒤 반드시 주변 부호변화를 확인해야 한다. 지정지구과외에서도 매개변수 문제를 다룰 때 이 두 단계를 분리해 점검하면 계산만으로 조건을 잘못 확정하는 오류를 줄일 수 있다.

지정지구 고2수학과외 학부모 후기

비가 세차게 오던 주말 오후, 아이가 문제집 한쪽 숫자를 손으로 가린 채 같은 문제를 다시 풀고 있더라고요. 답을 외워서 확인하는 게 아니라 숫자가 달라져도 앞에서 했던 판단이 그대로 맞는지 보려는 모습이었어요. 예예전에는 확인할 게 많으면 중요한 조건과 덜 중요한 부분을 한꺼번에 살피느라 뒤섞이는 경우가 있었거든요. 지정지구 수학과외를 알아보던 중에도 이런 장면이 눈에 들어왔는데, 다른 선택지 문제를 풀 때도 비슷한 방식으로 숫자를 가려 놓고 판단 과정을 다시 확인했어요. 한 번 더 살펴본 부분은 접어 두고 다음 문제로 넘어갔고요. 숫자만 바뀐 문제 앞에서 무엇을 먼저 봐야 하는지 스스로 짚어 가는 모습이 전과는 달랐습니다.

★★★★☆학부모 후기

새 학기 첫 수학시험을 앞두고 책상 주변을 정리하다가 아이가 풀어 놓은 문제를 보게 됐어요. 답을 적고 바로 답지로 넘어간 게 아니라, 문제에서 요구한 단위와 범위가 빠지지 않았는지 한 번 더 살피고 있더라고요. 예예전에는 공부하다가 헷갈린 부분이 있어도 따로 표시해 두는 일이 거의 없었거든요. 지정지구 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면이 인상적이었는데, 수학 수업이 없는 평일 저녁에 문제집을 펼쳐 둔 모습을 보니 같은 확인을 하고 있더라고요. 답 뒤에 조건이나 범위가 제대로 들어갔는지 눈으로 짚고, 확인하면서 남긴 흔적도 지우지 않았습니다. 마지막에는 그 표시가 그대로 남은 페이지를 다시 살펴본 뒤 책을 덮었어요.

★★★★★학부모 후기

주말에 밀린 공부 계획을 들고 수업에 들어가도 선생님은 왜 못 했는지부터 다그치지 않고, 지정지구 학원 일정이 늦게 끝난 날에도 할 일을 짧게 나눠 함께 정리해 주셨습니다. 모르는 부분은 몇 번이라도 편하게 물을 수 있어 틀린 문제를 표시만 하던 아이가 이제는 다시 풀어 보려 합니다. 계획이 어긋나도 포기하지 않고 다음 수업까지 할 일을 직접 확인하는 모습이 조금씩 생겼습니다.

★★★★★학부모 후기

지정지구에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 수업이 어땠는지 먼저 이야기하는 날이 늘었습니다. 어려운 문제 하나를 붙잡고 책상 앞을 떠나지 못하던 때에도 선생님은 답을 재촉하기보다 무엇이 궁금한지 차분히 물어보고, 시험 전 주말에는 생활 일정에 맞춰 할 일과 다음 복습을 나눠 주셨습니다. 숙제가 버거울 때도 이제는 눈치 보지 않고 말하는 모습이 보기 좋았습니다.

★★★★★학부모 후기

지정지구에서 과외를 시작할 때만 해도 아이는 질문을 어려워해 선생님 설명을 듣고도 이해했다고 넘기곤 했습니다. 선생님은 학교 과제와 시험 일정을 살펴 수업량을 조절하고, 공책에 틀린 문제를 다시 풀며 맞힌 문제도 자기 말로 설명하게 했습니다. 몇 주 지나자 어려운 문제가 나와도 피하지 않고 먼저 질문하려는 모습이 보여 안심이 됐습니다.

★★★★☆학부모 후기