덕진구 고2수학과외







역검산에서 드러난 로그방정식의 오류
마지막에 원래 식을 대입해 보니 후보 중 하나가 구간 조건을 만족하지 않았다. 문제는 다음과 같다.
문제
\(1<x<5\)일 때,
\[
\{\log_2(x-1)\}^2-3\log_2(x-1)+2=0
\]
을 만족하는 \(x\)를 구하여라.
치환 뒤 놓친 범위
\(t=\log_2(x-1)\)로 두면 \(x-1=2^t\)이고, \(1<x<5\)에서 \[ 0<x-1<4 \] 이므로 \[ t<2 \] 이다. 로그의 진수 조건 \(x-1>0\)만 확인하고 \(t<2\)를 쓰지 않으면 불필요한 근을 남기게 된다.
치환한 식은 \[ t^2-3t+2=0 \] 이므로 \[ (t-1)(t-2)=0,\qquad t=1\ \text{또는}\ t=2. \] 그러나 \(t<2\)이므로 \(t=2\)는 제외된다.
실제 \(x\)값 복원
\(t=1\)일 때 \[ \log_2(x-1)=1 \] 이므로 \(x-1=2\), 따라서 \[ x=3. \]
두 풀이의 차이
처음 풀이처럼 \(t=1,2\)를 모두 \(x\)로 복원하면 \(x=3,5\)를 얻는다. 하지만 \(1<x<5\)에서 \(x=5\)는 허용되지 않는다. 치환 직후 \(t\)의 범위를 기록하는 것이 핵심이다.
최종 확인
\(x=3\)을 원래 식에 대입하면 \(\log_2(3-1)=1\)이고, \[ 1^2-3\cdot1+2=0 \] 이다. 따라서 해는 \[ \boxed{x=3} \] 이다. 덕진구과외에서 이 유형을 다룰 때도 이처럼 진수 조건과 치환 변수의 범위를 함께 확인해야 한다.