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교동 고2수학과외

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세 실근을 고르는 마지막 검산

학생은 “극대값과 극소값의 부호가 서로 반대이면 세 실근이 가능하다”는 조건을 고르기 직전, 그래프의 양끝 방향을 다시 확인했다. 삼차함수의 최고차항 계수가 양수라면 왼쪽 끝에서는 아래로, 오른쪽 끝에서는 위로 향한다.

극값 부호와 x축 교점

극대값이 양수이고 극소값이 음수이면 그래프는 x축을 세 번 지난다. 따라서 서로 다른 세 실근을 가지기 위한 조건은

극대값 > 0, 극소값 < 0

이다. 두 값 중 하나가 0이면 접하는 교점이 생겨 중근을 포함하므로 서로 다른 세 실근은 아니다.

하나의 식으로 조건 확인하기

다음 함수를 살펴보자.

f(x)=x3-3x+a

미분으로 극값 구하기

f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1)이므로 x=-1에서 극대, x=1에서 극소를 갖는다.

극대값과 극소값은 각각

f(-1)=a+2, f(1)=a-2

이다. 세 실근을 가지려면

a+2>0, a-2<0

이어야 하므로

-2<a<2

를 얻는다.

경계값과 바깥 구간

a=2이면 f(1)=0이 되어 x=1에서 접하고, 다른 한 근이 존재한다. a=-2인 경우에도 마찬가지로 중근이 생긴다. 따라서 이때는 서로 다른 실근이 2개이다.

a>2 또는 a<-2이면 극대와 극소가 모두 같은 쪽에 놓여 실근은 1개이다.

오답 선택지를 그래프로 판별하기

학생이 처음에는 “극대값과 극소값이 모두 양수여야 그래프가 x축을 지난다”고 판단했지만, 양끝 거동을 함께 그리자 오류가 드러났다. 극값이 모두 양수이면 그래프는 왼쪽에서 한 번만 x축을 통과한다.

판단 순서 정리

  1. 최고차항의 부호로 양끝 방향을 확인한다.
  2. 도함수로 극대·극소의 위치를 구한다.
  3. 극대값과 극소값의 부호를 비교한다.
  4. 경계값에서는 중근 여부를 확인한다.

이처럼 방정식의 실근 개수는 근의 공식을 직접 적용하지 않아도 그래프의 구조만으로 분류할 수 있다. 교동과외에서 이 유형을 다룰 때도 계산보다 극값의 부호와 경계 조건을 먼저 점검하면 오답 선택지를 빠르게 줄일 수 있다.

교동 고2수학과외 학부모 후기

수행평가 자료를 챙기던 날, 아이가 함수의 식과 그래프를 책상 위에 나란히 펼쳐 놓고 잠시 들여다보더라고요. 둘이 같은 조건을 나타내는지 비교한 뒤 확인한 부분에는 작게 표시도 해두었어요. 교동 수학과외 이야기를 나누던 때와는 별개로, 집에서 이런 장면을 보니 눈에 띄었습니다. 수학 수업 전날 저녁에도 비슷한 문제를 풀다가 그래프를 그냥 넘기지 않고 다시 그려 식과 맞춰 보고 있더라고요. 예전에는 틀린 답이 나와도 어느 부분에서 처음 판단이 달라졌는지 표시하지 않았거든요. 이번에는 식과 그래프를 함께 놓고 조건을 하나씩 대조한 뒤, 확인한 자리에 표시를 남겼습니다.

★★★★★학부모 후기

시험이 끝난 다음 날 저녁, 아이가 채점부터 할 줄 알았는데 문제를 잠시 들여다보고 있더라고요. 숫자에 동그라미를 치는 게 아니라 ‘어떤 조건인지’ 적힌 문장에 먼저 표시하고 있었습니다. 제가 옆에서 묻지도 않았는데 그렇게 읽는 모습은 처음 보게 됐어요. 교동 수학과외 이야기를 나누던 때에도 느낀 점은 있었지만, 집에서 보이는 작은 행동이 더 눈에 띄었어요. 예전에는 공부를 마치면 다시 살펴볼 문제를 따로 표시하지 않고 바로 넘겼거든요. 그런데 이번에는 문제를 읽는 순서부터 달랐습니다. 교재를 펼쳐 둔 날에는 숫자보다 조건 부분을 먼저 찾아 표시한 흔적이 보였고, 그 표시를 그대로 둔 채 책을 정리했어요. 답을 확인하거나 계산부터 되짚은 게 아니라, 문제에서 요구하는 조건을 먼저 다시 보는 모습이었습니다.

★★★★★학부모 후기

학교 수행평가 준비를 다시 펼친 날, 아이가 긴 문제 조건을 전부 옮겨 적지 않고 필요한 내용만 식 옆에 짧게 적어 두더라고요. 이어서 다음에 볼 위치까지 정해 놓아서, 어디부터 다시 확인할지 흔적이 남아 있더라고요. 전에는 자기 판단을 뒷받침하는 내용을 자료에 거의 남기지 않아 시간이 지나면 풀이 과정을 되짚기 어려웠거든요. 친구와 공부하고 돌아온 저녁에도 비슷한 장면을 보게 됐어요. 공부는 끝난 줄 알았는데 책상 위에 제가 예전에 조건을 짧게 바꿔 적어 둔 메모가 놓여 있었습니다. 긴 문장을 그대로 붙잡고 있지 않고, 실제로 필요한 조건만 골라 식 옆에 나눠 적은 모습이었어요. 교동 수학과외 이야기를 나누며 자료를 정리하던 때와는 별개로, 이날은 아이가 다음 확인 위치까지 스스로 표시해 둔 점이 눈에 띄었습니다.

★★★★★학부모 후기

시험 범위를 절반쯤 공부한 뒤에도 숙제를 미루던 아이가 교동 수학과외에서는 쉬운 문제부터 차분히 다시 풀기 시작했습니다. 선생님은 중간중간 자연스럽게 질문을 이끌고, 스스로 이어서 생각할 시간도 충분히 주셨습니다. 시험기간에도 공부 흐름을 크게 놓치지 않는 모습이 보여 부모로서 반갑게 느껴졌습니다.

★★★★★학부모 후기

방학 첫 주, 교동에서 수학 과외를 시작하며 아이와 선생님이 함께 공부 계획을 세우는 모습을 지켜봤습니다. 집중이 자주 끊기고 쉬운 문제도 자신 없어 넘기던 아이였는데, 선생님은 부담되는 부분을 부모에게도 세심하게 알려 주고 숙제 양을 무리하게 늘리지 않으셨습니다. 요즘은 맞힌 문제도 풀이가 괜찮았는지 다시 살펴보는 모습이 보여 작은 변화지만 참 반갑습니다.

★★★★★학부모 후기

교동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 평일에 집에 오면 먼저 오늘 틀린 문제부터 다시 펼쳐 보는 모습이 눈에 띄었습니다. 선생님은 숙제를 한꺼번에 많이 내기보다 아이가 해낼 수 있는 양으로 나누고, 수업 전에 궁금한 문제를 직접 골라 오게 하셨습니다. 숙제가 밀린 날에도 포기하지 않고 할 수 있는 것부터 시작하는 변화가 고마웠습니다.

★★★★★학부모 후기