상대동 고2수학과외







그래프가 예상보다 촘촘해진 이유
학생은 y=sin(3x)의 주기를 구하며 기본 주기 \(2\pi\)에 3을 곱해 \(6\pi\)라고 적었다. 그러나 그래프는 원래보다 세 배 촘촘하게 반복된다.
학생 풀이 기록
| 항목 | 학생의 판단 | 확인 |
|---|---|---|
| 함수 | y=sin(3x) | 맞음 |
| 기본 주기 | 2π | 맞음 |
| 새 주기 | 2π×3=6π | 잘못됨 |
주기를 계산하는 기준
\(y=\sin bx\)에서 \(x\)가 한 주기만큼 변하려면 \(bx\)가 \(2\pi\)만큼 변해야 한다.
\[ |b|T=2\pi \]
따라서 주기는
\[ T=\frac{2\pi}{|b|} \]
이다. \(b=3\)이면
\[ T=\frac{2\pi}{3} \]
가 된다. 즉, x축 방향으로 원래 그래프의 \(1/3\)만큼 압축된다.
계수가 분수일 때의 변화
새 문제로 확인하기
\[ y=\sin\left(\frac{x}{2}\right) \]
이 함수에서 \(b=\frac12\)이므로 주기는
\[ T=\frac{2\pi}{1/2}=4\pi \]
이다. 기본 함수보다 반복 간격이 두 배 넓어지므로 x축 방향으로 두 배 늘어난 그래프가 된다.
잘못된 계산과 교정
계수를 곱해 \(2\pi\cdot\frac12=\pi\)라고 하면 주기가 오히려 짧아진다. 하지만 \(x\)가 \(4\pi\) 변할 때 \(\frac{x}{2}\)의 변화량이 \(2\pi\)가 되므로 실제 주기는 \(4\pi\)이다.
최종 확인
- \(y=\sin(3x)\): 주기 \(\frac{2\pi}{3}\), 세 배 압축
- \(y=\sin\left(\frac{x}{2}\right)\): 주기 \(4\pi\), 두 배 확대
- 일반식: \(y=\sin bx\)의 주기 \( \frac{2\pi}{|b|} \)
상대동과외에서 삼각함수 그래프를 판단할 때는 계수를 주기에 곱하지 말고, 반드시 절댓값으로 나누어 확인하면 된다.