덕명동 고2수학과외







최댓값과 최솟값에서 먼저 확인한 진폭
학생은 \(y=3\sin x+2\)에서 앞의 계수 3을 수직이동량으로 해석했다. 그러나 수직이동은 상수항 \(2\)가 담당하고, 사인 앞의 계수는 진폭을 결정한다. 최댓값과 최솟값의 차이를 이용하면 이 판단을 곧바로 검증할 수 있다.
오류가 드러난 풀이 기록
\(\sin x\)의 값은 \(-1\)부터 \(1\)까지이므로
\[ -1\leq \sin x\leq 1 \]
이다. 따라서
\[ -3\leq 3\sin x\leq 3 \]
이고, \(2\)를 더하면
\[ -1\leq 3\sin x+2\leq 5 \]
이다. 최댓값과 최솟값은 각각 \(5,-1\)이므로 그 차이는 \(6\), 진폭은 \(6\div2=3\)이다.
계수의 부호와 그래프의 반사
새 문제로 \(y=-4\sin x+1\)을 살펴보자. 계수의 절댓값이 진폭이므로 진폭은 \(4\)이다. 음수 부호는 진폭을 음수로 만드는 것이 아니라, \(y=4\sin x+1\)의 그래프를 \(x\)축 방향이 아니라 기준선 \(y=1\)을 중심으로 반사한 것으로 해석한다.
주기와 영점 순서 확인
주기는 계수의 부호와 관계없이 \(2\pi\)이다. \(x=0\)에서
\[ y=-4\sin0+1=1 \]
이므로 그래프는 기준선 \(y=1\)에서 시작한다. \(0<x<\frac{\pi}{2}\)에서는 \(\sin x>0\)이므로 \(y<1\), 즉 아래쪽으로 움직인다. 영점은
\[ -4\sin x+1=0 \quad\Longleftrightarrow\quad \sin x=\frac14 \]
에서 결정된다. 따라서 음수 계수는 진폭의 크기와 구별하여 반사 방향으로 판단해야 한다.
같은 진폭을 갖는 함수쌍의 최종 검증
다음 두 함수를 비교한다.
\[ f(x)=5\sin x-3,\qquad g(x)=-5\sin x+7 \]
각 함수의 사인 앞 계수의 절댓값은 모두 \(5\)이므로 두 함수의 진폭은 모두 \(5\)이다. 실제 범위도 확인하면
\[ -8\leq f(x)\leq2,\qquad 2\leq g(x)\leq12 \]
이다. 각각 최댓값과 최솟값의 차이는 \(10\)이므로 진폭은 \(10\div2=5\)로 일치한다. \(g(x)\)의 음수 계수는 반사를 나타내지만 진폭의 크기는 바꾸지 않는다.
대전과외에서의 점검 기준
사인함수 \(y=a\sin x+d\)에서는 진폭을 \(|a|\), 수직이동량을 \(d\), 주기를 \(2\pi\)로 분리해 읽는다. 계산 전에 이 세 요소를 구분하면 계수를 수직이동량으로 잘못 해석하는 오류를 줄일 수 있다. 특히 대전고3수학과외에서는 최댓값·최솟값으로 중간식을 복원하는 검증을 함께 진행하면 그래프 해석의 정확성을 높일 수 있다.