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내덕동 고2수학과외

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부분합 식 하나로 수열의 구조 읽기

청주대성고등학교 학생의 기록에는 다음 식이 먼저 등장했다.

Sn = 2n2 + 3n

이 식을 보고 곧바로 일반항을 an = 2n2 + 3n이라고 적은 것이 오류의 출발점이었다. Sn은 첫째 항부터 n째 항까지의 합이므로, 한 항을 구하려면 인접한 부분합의 차를 계산해야 한다.

부분합에서 일반항 복원하기

정의에 따라

an = Sn − Sn−1

이다. 따라서

Sn−1 = 2(n−1)2 + 3(n−1) = 2n2 − n − 1

이므로

an = (2n2 + 3n) − (2n2 − n − 1) = 4n + 1

일반항은 an = 4n + 1이다. 따라서 첫째항은 a1 = 5, 공차는 d = 4이다.

계수만 보고 첫째항과 공차를 찾는 방법

등차수열의 첫째항을 a, 공차를 d라고 하면 부분합은

Sn = n/2 {2a + (n−1)d} = d/2 n2 + (2a−d)/2 n

으로 정리된다.

일반적인 이차식 비교

부분합이

Sn = An2 + Bn

의 꼴이라면 계수 비교로

d = 2A, 2a − d = 2B

를 얻는다. 즉

a = A + B

이다. 위 식에서는 A=2, B=3이므로 공차는 4, 첫째항은 5가 된다.

변형 문제에서 생기는 판단

다음과 같이 부분합이 주어졌다고 하자.

Sn = 3n2 − 2n

이때 계수 비교를 하면

d = 6, a = 3 − 2 = 1

이다. 실제 일반항도

an = Sn − Sn−1 = 6n − 5

이므로 a1=1, d=6과 일치한다.

마지막 검산은 부분합으로 돌아가기

처음 문제의 일반항 an=4n+1을 다시 합하면

Σ(4k+1) = 4·n(n+1)/2 + n = 2n2 + 3n

이 되어 주어진 Sn과 정확히 일치한다. 반대로 Sn 자체를 일반항으로 사용하면 첫째항이 5가 아니라 2(1)2+3(1)=5로 우연히 같아 보여도, 둘째항부터 실제 수열의 차이가 달라진다. 따라서 부분합 문제에서는 반드시 Sn−Sn−1을 먼저 확인해야 한다.

이런 유형은 내덕동과외에서 식의 모양을 암기하기보다 부분합과 일반항의 역할을 구분하는 연습으로 정리할 수 있다.

내덕동 고2수학과외 학부모 후기

시험 결과를 가족에게 보여주고 나서 아이가 먼저 함수 문제를 펼치더라고요. 제가 무슨 말을 꺼내기도 전이었는데, 그래프를 다시 그린 뒤 식과 맞는지 한참 들여다보고 있더라고요. 예전에는 복습할 때 어디서 막혔는지 스스로 좁혀 보지 못하고 문제 전체를 다시 넘기곤 했거든요. 내덕동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면이 꽤 기억에 남았어요. 이번에는 함수의 식과 그래프를 나란히 놓고 같은 조건을 나타내는지 비교하고 있었습니다. 단순히 답만 확인하는 모습과는 달라서, 저도 옆에서 조용히 지켜보게 됐어요. 새 수행평가 대본을 받아온 날에는 함수 식과 그래프를 다시 나란히 펼쳐 놓았어요. 이어서 공부할 부분은 위치를 따로 표시해 두고, 그 자리에서 바로 멈추지 않고 다음에 볼 곳까지 남겨 두더라고요.

★★★★★학부모 후기

숙제를 다 끝냈다며 자리에서 일어나려던 아이가 방정식 문제 앞에서 다시 멈추더라고요. 구한 해를 그대로 답으로 두지 않고 원래 식에 하나씩 대입해 보면서 실제로 남길 값을 확인하고 있었습니다. 예예전에는 물어볼 게 생겨도 따로 적어 두는 일이 없었는데, 그날에는 확인할 부분을 종이에 남겨 두었어요. 내덕동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 이런 장면이 가장 먼저 눈에 띄었습니다. 풀이를 끝냈다는 데서 멈추지 않고, 답이 식에 맞는지 직접 되짚어 보는 모습이었거든요. 학교 자습 시간에는 다른 문제를 읽다가도 같은 방식으로 후보 해를 원래 식에 넣어 보았다고 해요. 자료를 전부 옮겨 적은 게 아니라, 필요한 부분만 골라 남겨 둔 흔적이 보였습니다.

★★★★☆학부모 후기

내덕동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 수업에서 배운 내용을 집에 와서 먼저 이야기하는 일이 늘었습니다. 예전에는 풀이가 길어지면 질문도 못 하고 포기했는데, 선생님이 틀린 문제를 함께 다시 보며 그 주의 학교 과제와 시험 일정에 맞춰 숙제량을 조절해 주셨습니다. 어려운 문제 앞에서도 한 번 더 생각해 보려는 모습이 보여 성적보다 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

내덕동에서 수학 과외를 시작한 뒤에도 아이는 답이 바로 나오지 않으면 한 문제에 오래 매달리곤 했습니다. 선생님은 틀린 풀이를 처음부터 다시 시키기보다 막힌 지점을 함께 찾고, 그날 할 일과 다음 복습을 나눠 시험 후 일정까지 조절해 주셨습니다. 요즘은 먼저 질문한 이야기를 하고 수업 내용도 부모에게 들려줘 조금씩 달라진 모습이 느껴집니다.

★★★★★학부모 후기

시험이 끝난 주말에도 아이는 틀린 문제를 다시 보자고 하면 진저리를 쳤는데, 내덕동 수학과외 선생님과 편하게 이야기를 나누며 수업한 날은 분위기가 달랐습니다. 맞힌 문제도 풀이를 짧게 설명해 보게 하고, 그날 복습할 내용과 다음에 확인할 부분을 나눠 주셔서 부담이 적었습니다. 요즘은 답부터 보기보다 왜 틀렸는지 먼저 생각해 보려는 모습이 보여 부모로서 고마웠습니다.

★★★★☆학부모 후기