가좌동 고1수학과외







가좌동 고1수학과외: 점과 직선 사이의 거리에서 풀이 순서 세우기
학생은 점 \(P(1,2)\)와 직선 \(3x-4y+12=0\)이 주어지자 좌표를 식에 넣는 순서부터 망설였다. 직선의 계수와 점의 좌표를 섞어 계산하면서 분자의 부호를 그대로 두었고, 거리값을 \(\frac{7}{5}\)가 아닌 음수로 적었다.
부호를 거리의 성질에 맞게 바로잡은 순간
이 문제에서 먼저 할 일은 점의 좌표를 직선식에 대입해 분자를 만드는 것이다.
\[ |3(1)-4(2)+12|=|7|=7 \]
\[ d=\frac{|3(1)-4(2)+12|}{\sqrt{3^2+(-4)^2}} =\frac{7}{5} \]
교정할 때는 계산 결과의 부호를 억지로 고치는 대신, 점과 직선 사이의 거리는 음수가 될 수 없으므로 분자 전체에 절댓값이 필요하다는 점만 확인했다. 계수 \(3,-4\)는 분모에서 제곱되지만, 점을 대입한 식은 절댓값 안에서 계산된다는 차이도 함께 구분했다.
거리를 묻는 대신 좌표를 찾는 문제로 바꾸기
같은 직선 \(x-2y+3=0\)에서 점 \(Q(2,k)\)의 거리가 \(1\)이라고 하자. 이번에는 거리를 계산하는 문제가 아니라 \(k\)를 결정하는 문제다.
\[ \frac{|2-2k+3|}{\sqrt{1^2+(-2)^2}}=1 \]
\[ |5-2k|=\sqrt5 \]
\[ k=\frac{5-\sqrt5}{2}\quad\text{또는}\quad k=\frac{5+\sqrt5}{2} \]
학생은 질문이 거꾸로 바뀌어도 점의 좌표를 직선식에 대입한 뒤 절댓값 조건을 세우는 흐름을 유지했다. 단 하나의 값만 고르지 않고 절댓값에서 생기는 두 경우를 모두 남긴 점이 핵심이었다.
수선의 발로 결과를 따로 확인하기
마지막에는 계산식을 다시 반복하지 않고, \(Q\)에서 직선에 내린 수선의 발을 구해 두 점 사이의 거리가 \(1\)이 되는지 확인했다. 직선의 법선벡터가 \((1,-2)\)이므로 수선 방향이 일정하다는 점을 이용해 두 후보가 직선의 양쪽에 하나씩 놓이는지 살폈다.
가좌마을1.2단지 생활권에서 진행한 이 학습에서는 공식 암기보다 점의 좌표를 직선식에 넣고, 절댓값 조건을 해석한 뒤, 두 후보가 모두 가능한지 확인하는 순서를 스스로 재현하는 데 초점을 두었다.