반석동 고1수학과외







반석동 고1수학과외, 합성함수에서 중간식의 부호를 지킨 사례
반석동의 한 고1 학생은 합성함수 문제에서 함수의 뜻은 알고 있었지만, 중간식의 부호를 정리하는 순간 풀이가 흔들렸다. 문제는 f(x)=x+2, g(x)=1-2x일 때 f(g(x))를 구하는 것이었다.
계산보다 먼저 무너진 중간식
학생은 g(x)를 f의 입력 자리에 넣어야 한다는 점은 알고 있었다. 그러나 f(g(x))=g(x)+2를 적은 뒤, (1-2x)+2에서 부호를 제대로 유지하지 못하고 1+2x+2로 바꾸었다. 그 결과 답을 2x+3이라고 제시했다.
합성함수의 오류가 함수의 대응 관계를 몰라서 생긴 것인지, 중간식의 부호를 옮기는 과정에서 생긴 것인지 구분할 필요가 있었다.
그래프의 이동 방향으로 부호를 다시 확인하다
풀이를 고칠 때는 계산을 여러 번 반복하지 않고, 중간 함수 g(x)=1-2x를 그대로 한 줄에 보존하게 했다. 이어서 f는 입력값에 2를 더하는 함수이므로, g의 출력에 2가 더해져야 한다는 점을 그래프의 세로 이동 방향과 연결했다.
따라서
f(g(x))=(1-2x)+2=3-2x
가 된다. 학생은 부호를 바꾸어 적은 시점이 함수 합성 자체가 아니라 중간식 정리 단계였음을 찾아냈다.
합성 순서를 바꾸자 달라진 식
같은 숫자를 반복하지 않고, 이번에는 표현의 방향을 바꾸어 g(f(x))를 구하게 했다. 먼저 f(x)를 입력 자리에 넣으면
g(f(x))=1-2(x+2)=-2x-3
이다. 학생은 괄호 앞의 -2가 안쪽의 모든 항에 곱해진다는 점을 표시하며, f(g(x))와 g(f(x))의 결과가 다를 수 있음을 확인했다.
- f(g(x))=3-2x
- g(f(x))=-2x-3
처음 보는 식에서 대응 관계를 검증하다
마지막에는 f(x)=2x-1, g(x)=4-x가 주어졌을 때 f(g(3))을 계산하게 했다. 학생은 먼저 g(3)=1을 구한 뒤 f(1)=1로 연결했다. 이후 합성식을 한 번에 쓰면 f(g(x))=2(4-x)-1=7-2x이고, x=3을 대입해도 1이 되어 두 방식이 일치함을 확인했다.
반석동 고1수학과외에서는 이처럼 합성함수의 순서를 외우게 하기보다, 중간식의 부호와 입력·출력의 이동을 분리해 기록하도록 지도했다.