부암동 고2수학과외







점 하나를 바꿔도 극한까지 달라질까?
학생의 풀이 기록에는 다음 선택지가 남아 있었다.
“x=1에서 함수값을 바꾸면 주변의 함수값도 달라지므로 극한값 역시 변한다.”
이 판단은 함수값과 극한값을 같은 대상으로 본 데서 비롯된 오류다. 극한은 해당 점에 가까이 갈 때의 주변값을, 연속성은 그 극한값과 실제 함수값의 일치를 확인한다.
하나의 식에서 출발하기
함수를 다음과 같이 정의하자.
f(x) = (x² − 1)/(x − 1) (x ≠ 1), f(1) = a
x ≠ 1일 때 식을 인수분해하면
(x² − 1)/(x − 1) = (x − 1)(x + 1)/(x − 1) = x + 1
이다. 따라서 x가 1에 가까워질 때 함수값은 x+1에 가까워지고,
limx→1 f(x) = 2
가 된다. 이 극한값은 x=1에서 어떤 값을 새로 정했는지와 관계없이 주변 식으로 결정된다.
구멍난 그래프에 점을 채우는 조건
연속성 판정
x=1에서 연속이 되려면 다음 세 값이 일치해야 한다.
- f(1)이 정의되어 있어야 한다.
- limx→1 f(x)가 존재해야 한다.
- limx→1 f(x) = f(1)이어야 한다.
이미 극한값은 2이고 f(1)=a이므로 연속 조건은 a=2이다. 그래프에서는 직선 y=x+1 위의 x=1 지점에 생긴 구멍에 점 (1, 2)를 채우는 의미다.
오답 선택지 다시 보기
예를 들어 a=5로 정하면 x=1에서 함수값만 5로 바뀐다. 그러나 x가 1이 아닌 주변에서는 여전히 f(x)=x+1이므로 극한값은 2로 그대로다. 이때 f(1)=5와 극한값 2가 다르므로 불연속이다.
반대로 a=2로 정하면 함수값과 주변 극한값이 일치하여 연속이 된다. 부암동과외에서 이 유형을 다룰 때도 ‘점의 값’과 ‘점 주변의 변화’를 분리해 기록하면 같은 오류를 줄일 수 있다.
최종 검산
| 확인 항목 | 결과 |
|---|---|
| 주변 극한값 | 2 |
| 새 함수값 | a |
| 연속 조건 | a=2 |
따라서 정답은 a=2이며, 점 하나의 함수값은 극한값 자체를 바꾸지 않고 연속 여부만 바꿀 수 있다.