인천불로동 고2수학과외







극값의 값과 위치를 함께 읽는 삼각함수 풀이
그래프 표에서 최고점의 높이는 3, 최저점의 높이는 -1로 읽혔다. 하지만 학생의 답안에는 “최댓값 3, 최솟값 -1”만 적혀 있어 발생 위치가 빠져 있었다. 이 문제의 핵심은 극값의 y값과 x좌표를 따로 기록하는 데 있다.
그래프에서 식의 구조 확인하기
함수 y=2sin(x-π/6)+1을 살펴보자.
| 항 | 역할 |
|---|---|
| 2 | 진폭 |
| +1 | 그래프의 수직 이동 |
| x-π/6 | 오른쪽으로 π/6만큼 이동 |
사인값의 범위가 -1≤sin(x-π/6)≤1이므로
-2≤2sin(x-π/6)≤2
따라서 함수의 범위는 -1≤y≤3이다. 최댓값은 3, 최솟값은 -1이다.
발생 위치를 일반각으로 확장하기
최댓값은 사인값이 1일 때 발생한다.
x-π/6=π/2+2kπ
따라서
x=2π/3+2kπ이다.
최솟값은 사인값이 -1일 때이므로
x-π/6=3π/2+2kπ
즉,
x=5π/3+2kπ이다. 여기서 k는 정수이다. 그러므로 극값은 한 주기 안의 좌표만 적는 것이 아니라 일반각으로 표현해야 한다.
구간을 넓혔을 때의 적용
이제 같은 함수에서 0≤x≤4π일 때 극값이 발생하는 모든 x를 구해 보자.
구간 안의 모든 위치 확인
최댓값 위치는 x=2π/3+2kπ이므로 구간 안에서는
x=2π/3, 8π/3
이다. 최솟값 위치는 x=5π/3+2kπ이므로
x=5π/3, 11π/3
이다.
- 최댓값:
3, 발생 위치x=2π/3, 8π/3 - 최솟값:
-1, 발생 위치x=5π/3, 11π/3
따라서 “최댓값 3, 최솟값 -1”만 쓴 답은 값은 맞지만 문제에서 요구한 위치가 빠진 불완전한 답이다. 인천불로동과외에서 이 유형을 다룰 때도 먼저 값과 위치를 두 칸으로 나누어 기록하면 같은 오류를 줄일 수 있다.
새 문제로 최종 점검
함수 y=3cos(2x)+2에서 전체 실수 범위의 최댓값과 최솟값을 구하고, 발생 위치를 나타내 보자.
코사인값의 범위가 -1≤cos(2x)≤1이므로 최댓값은 5, 최솟값은 -1이다.
최댓값은 cos(2x)=1일 때이므로
2x=2kπ, 즉 x=kπ이다.
최솟값은 cos(2x)=-1일 때이므로
2x=(2k+1)π, 즉 x=(2k+1)π/2이다.
극값의 크기만 맞히는 것에서 끝내지 않고, 그 값이 발생하는 모든 x까지 제시해야 완전한 풀이가 된다.