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인천 고2수학과외

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짝수·홀수 계수합을 잘못 나눈 순간

학생은 이항정리에서 전체 계수합이 \(2^n\)이라는 사실을 확인한 뒤, 짝수 번째와 홀수 번째 계수합을 항상 \(2^n/2\)로 나누었다. 결론은 \(n\ge1\)에서는 맞지만, 그 근거가 “무조건 반씩 나뉜다”는 설명에 머문 점이 문제였다.

두 대입식으로 관계 확인하기

\((1+x)^n=\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}x^k\)라 하자. \(x=1\)을 대입하면

\[ E+O=2^n \]

이다. 여기서 \(E\)는 짝수 번째 계수의 합, \(O\)는 홀수 번째 계수의 합이다.

이번에는 \(x=-1\)을 대입한다.

\[ (1-1)^n=E-O \]

\(n\ge1\)이면 왼쪽이 \(0\)이므로 \(E=O\)이다. 따라서

\[ E=O=2^{n-1} \]

처음 풀이와 교정된 풀이 비교

풀이 판단
전체 계수합 \(2^n\)을 짝수·홀수 부분으로 무조건 반씩 나눈다. 결론은 일부 맞지만 이유가 부족하다.
\(x=1\)에서 합을 구하고, \(x=-1\)에서 차를 구해 연립한다. 짝수·홀수 계수합을 정확히 설명한다.

보기의 참·거짓을 검증하는 기준

예시 판단

다음 보기 중 옳지 않은 것을 고른다고 하자.

  1. \(\sum_{k\text{ 짝수}}\binom{n}{k}=2^{n-1}\quad(n\ge1)\)
  2. \(\sum_{k\text{ 홀수}}\binom{n}{k}=2^{n-1}\quad(n\ge1)\)
  3. \(\sum_{k\text{ 짝수}}\binom{n}{k}-\sum_{k\text{ 홀수}}\binom{n}{k}=0\quad(n\ge1)\)
  4. \(n=0\)일 때도 짝수 번째와 홀수 번째 계수합은 모두 \(2^{-1}\)이다.

옳지 않은 것은 ④이다. \(n=0\)이면 \((1+x)^0=1\)이므로 짝수 번째 계수합은 \(1\), 홀수 번째 계수합은 \(0\)이다. 따라서 \(2^{n-1}\) 공식은 \(n\ge1\)이라는 조건 아래에서만 사용할 수 있다.

다른 문제에 적용하기

\(n=6\)이면 전체 계수합은 \(2^6=64\), \(x=-1\) 대입 결과는 \(0\)이다. 따라서 짝수 번째 계수합과 홀수 번째 계수합은 각각 \(32\)이다. 이처럼 인천과외 수업에서도 계산보다 먼저 대입값과 정의역 조건을 함께 확인하면 보기의 전이 여부를 안정적으로 판단할 수 있다.

인천 고2수학과외 학부모 후기

프린트를 챙기려던 저녁, 아이가 가방에 넣기 전에 미분 문제를 다시 펼쳐 놓더라고요. 답을 보는 게 아니라 도함수 부호표만 따로 적어 보면서 어느 부분을 확인했는지 살피고 있었습니다. 그날 바로 이런 정리를 하는 모습은 예전에는 거의 못 보게 됐어요. 인천 수학과외 후기를 찾아보던 중에도 집에서는 수학 자료를 종종 보게 되는데, 이번에는 도함수의 근을 먼저 표시하고 구간마다 부호를 직접 채워 표를 만들었어요. 예전에는 다시 봐야 할 곳이 생겨도 그대로 두거나 나중으로 넘기곤 했거든요. 수학 발표를 준비할 때도 종이를 펼치자마자 도함수 각 구간의 부호부터 표에 적었습니다. 확인한 곳과 아직 남은 곳을 서로 다르게 표시해 둔 게 눈에 띄었어요. 이번에는 어디까지 살펴봤는지 표 안에서 바로 구분되더라고요.

★★★★★학부모 후기

오답 파일을 정리하려고 자료를 챙기던 토요일, 수열 문제 한 장에서 아이가 적어 둔 방식이 눈에 띄었어요. 항 번호와 값을 한 줄에 섞지 않고 따로 나눠 써 놓았더라고요. 두 항 사이가 얼마나 벌어지는지 먼저 살펴본 흔적도 보여서 잠깐 멈춰서 보게 됐습니다. 원래는 다시 확인할 때도 처음 문제를 풀었던 순서대로 따라가는 편이었거든요. 그런데 그날에는 순서를 그대로 되짚기보다 번호와 값을 분리해서 간격부터 확인하고 있더라고요. 인천 수학과외 이야기를 나누며 자료를 챙긴 적은 있어도, 집에서 이런 식으로 적어 둔 모습은 처음 봤습니다. 새로운 문법 문제를 풀던 날에도 비슷하게 수열의 항 번호와 값을 따로 적어 두었어요. 이후에는 다시 살펴볼 곳 하나만 정하고 나머지는 정리해 두었는데, 어디를 볼지 먼저 골라 놓은 점이 전과 달랐습니다.

★★★★★학부모 후기

인천에서 수학 과외를 시작했을 때는 숙제를 펼치기까지 한참 걸렸고, 복습보다 진도를 빨리 나가는 데 마음이 쏠렸습니다. 선생님은 컨디션이 좋지 않은 날 문제 수를 줄이고 핵심만 짚어 주셨으며, 답지를 덮고 다시 풀어 보는 분위기를 만들어 주셨습니다. 이제는 모르는 부분을 편하게 다시 설명해 달라고 하며 수학을 대하는 태도도 한결 차분해졌습니다.

★★★★★학부모 후기

인천에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 문제를 풀고도 풀이를 설명하지 않으려는 모습이 조금씩 보였습니다. 선생님은 진도를 서두르기보다 그날 집중 상태를 살피며 기초 문제로 돌아가 실수한 이유를 함께 정리해 주셨고, 복습을 미룬 날에도 다음 날 다시 이어가는 습관이 생겼습니다.

★★★★★학부모 후기

예전에는 수학 공부를 미루려는 날이면 어려운 문제 이야기를 꺼내기도 싫어했는데, 요즘은 인천 수업에서 배운 내용을 집에 와서 먼저 말해 줍니다. 선생님께서 풀이가 길어져도 중간에 포기하지 않도록 수업 중간중간 질문을 이끌어 주시고, 숙제와 복습도 아이의 생활에 맞춰 조절해 주셨습니다. 시험 일주일 전에도 흐름을 크게 놓치지 않고 스스로 공부하는 모습이 보여 성적보다 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기