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남동구 고2수학과외

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세 사건의 합에서 생긴 오답

학생은 벤다이어그램의 영역을 하나씩 나누었지만, 세 사건의 합을 계산하는 마지막 식에서 삼중교집합을 빠뜨렸다. 이 유형을 다룰 때는 남동구과외에서도 계산보다 중복 횟수 확인을 먼저 지도한다.

문제와 학생 풀이 기록

어떤 사건 \(A,B,C\)에 대하여 다음이 주어졌다.

  • \(P(A)=0.5,\ P(B)=0.4,\ P(C)=0.3\)
  • \(P(A\cap B)=0.2,\ P(A\cap C)=0.1,\ P(B\cap C)=0.15\)
  • \(P(A\cap B\cap C)=0.05\)

\(P(A\cup B\cup C)\)를 구하면, 학생은 다음과 같이 계산했다.

\[ 0.5+0.4+0.3-0.2-0.1-0.15=0.75 \]

그러나 정답은 \(0.75\)가 아니다. 세 사건에 모두 속하는 영역이 빠져 있기 때문이다.

영역별로 중복을 세어 보기

벤다이어그램의 각 영역

먼저 세 사건의 공통 영역은 \(0.05\)이다.

  • \(A\cap B\)만: \(0.2-0.05=0.15\)
  • \(A\cap C\)만: \(0.1-0.05=0.05\)
  • \(B\cap C\)만: \(0.15-0.05=0.10\)
  • \(A\)만: \(0.5-0.15-0.05-0.05=0.25\)
  • \(B\)만: \(0.4-0.15-0.10-0.05=0.10\)
  • \(C\)만: \(0.3-0.05-0.10-0.05=0.10\)

따라서 합집합의 확률은 모든 영역을 더한 값으로 \(0.25+0.10+0.10+0.15+0.05+0.10+0.05=0.80\)이다.

포함배제 식의 구조

세 사건의 덧셈정리는 다음과 같다.

\[ P(A\cup B\cup C) =P(A)+P(B)+P(C) -P(A\cap B)-P(A\cap C)-P(B\cap C) +P(A\cap B\cap C) \]

처음 세 항에서는 공통 영역이 세 번 포함된다. 쌍교집합을 빼면 공통 영역이 한 번도 포함되지 않으므로, 삼중교집합을 다시 더해야 정확히 한 번 남는다.

최종 검증

\[ P(A\cup B\cup C) =0.5+0.4+0.3-0.2-0.1-0.15+0.05 =0.80 \]

또한 확률은 \(0\) 이상 \(1\) 이하이므로 \(0.80\)은 범위에도 맞는다. 세 사건 중 적어도 하나가 일어날 확률은 0.80이다.

남동구 고2수학과외 학부모 후기

단원평가 전날 아이가 답을 적고도 바로 채점하지 않더라고요. 문제에 나온 범위나 조건이 빠진 건 없는지 답 옆을 다시 살펴보고, 나중에 확인할 순서가 보이도록 표시까지 해두었어요. 예예전에는 정답만 맞는지 확인하고 다른 가능성까지 비교하는 모습은 거의 없었거든요. 남동구 수학과외를 알아보던 때부터 이런 변화를 기대했던 건 아니고, 책상 위 경시형 문제를 정리하다가 비슷한 장면을 또 보게 됐어요. 문제를 다 푼 뒤 답보다 단위와 범위를 먼저 짚어보는 모습이었습니다. 답을 적었으니 끝내는 게 아니라, 문제에서 요구한 조건이 남아 있는지 먼저 확인하고 있더라고요.

★★★★★학부모 후기

학교에서 새 수학 숙제가 나온 날, 아이가 문제를 다 푼 뒤 반복해서 틀리는 계산 실수를 짧은 문장으로 적어 두더라고요. 확인한 부분만 남겨 놓고 나머지 자료는 한쪽으로 정리하는 모습도 보이더라고요. 예예전에는 필요한 문제와 이미 아는 문제를 따로 구분하지 않아서 복습할 때 책장을 처음부터 다시 넘기곤 했거든요. 문제집 한 권을 끝낸 날에는 책상 위를 정리하다가 맨 뒤쪽에서 비슷한 계산 실수만 따로 적어 둔 걸 발견했어요. 길게 풀이를 옮겨 적은 게 아니라, 본인이 자주 놓치는 계산 습관을 짧게 남겨 둔 정도였어요. 남동구 수학과외를 알아보던 중에도 이런 책상 모습을 보게 될 줄은 몰랐는데, 이번에는 복습할 때 필요한 부분이 어디인지 표시가 분명하게 남아 있었습니다.

★★★★★학부모 후기

교과서를 책장에 넣으려다 아이 책상 위를 보게 됐어요. 해설지와 자기 풀이를 나란히 펼쳐 놓고, 풀이 전체를 다시 읽는 게 아니라 서로 달라지는 한 줄만 번갈아 살피고 있더라고요. 남동구 수학과외라는 말을 주변에서 자주 듣던 때였지만, 그와는 별개로 눈앞의 모습이 꽤 낯설었어요. 예전에는 막힌 문제가 나오면 어디서 꼬였는지 찾기보다 처음부터 다시 읽거나 처음 줄부터 풀곤 했거든요. 그런데 이번에는 답을 바로 확인하지 않고 두 풀이가 갈라지는 지점을 먼저 찾았어요. 시험지를 다시 꺼내 본 날에도 같은 식으로 해설과 자기 풀이의 첫 차이를 찾아낸 뒤, 나중에 볼 부분만 눈에 띄게 표시해 두더라고요.

★★★★☆학부모 후기

수행평가가 겹친 시기라 남동구에서 과외를 시작하고도 숙제까지 완벽하게 해내야 한다는 부담이 컸습니다. 선생님은 준비가 덜 된 날에도 할 수 있는 문제부터 편하게 풀게 하고, 제가 스스로 이어서 생각할 시간을 남겨 주셨습니다. 이제는 답이 틀려도 바로 포기하지 않고 한 번 더 살펴보게 됐습니다.

★★★★★학부모 후기

남동구에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 자기 풀이를 설명하는 일을 부담스러워했습니다. 선생님은 진도를 서두르기보다 같은 실수가 나온 이유를 함께 살피고, 이해했는지 확인하며 편하게 대화해 주셨습니다. 복습을 미루던 날에도 다음 날 다시 이어 가는 모습이 늘어 공부를 대하는 태도가 한결 편해졌습니다.

★★★★★학부모 후기

남동구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 수업이 끝나면 아이가 그날 배운 내용을 스스로 다시 펼쳐보는 모습이 눈에 들어왔습니다. 숙제를 거의 마치고 한 문제만 남았을 때는 그대로 지나치지 않고 무엇을 물어볼지 적어 두었고, 선생님도 틀린 답을 바로 고치기보다 생각이 달라진 지점을 함께 찾아 주셨습니다. 요즘은 수업 중 궁금했던 내용을 먼저 이야기하는 날이 조금씩 늘어 흐뭇합니다.

★★★★★학부모 후기