동면 고1수학과외







동면 고1수학과외에서 켤레복소수 후보를 검산한 과정
학생은 실수 계수를 가진 이차방정식의 한 근이 \(2-3i\)라는 조건을 보고 다른 근을 \(2+3i\)로 적었다. 답 자체는 맞았지만, 복소수의 부호가 왜 바뀌는지 설명하지 못해 새로운 식에서는 후보를 고르는 데 망설였다.
부호가 바뀌는 이유를 근의 관계로 연결하기
교사는 공식 암기 대신 문자에 역할을 부여하게 했다. 실수 계수 다항식에서 \(a+bi\)가 근이면 켤레인 \(a-bi\)도 근이므로, 두 근을 \(z\), \(\overline z\)로 두고 합과 곱을 정리했다.
\(z=2-3i,\quad \overline z=2+3i\)
\(z+\overline z=4,\quad z\overline z=13\)
이렇게 쓰면 허수부의 부호만 반대이고 실수부는 같다는 점이 드러난다. 학생은 근의 후보를 고른 뒤 두 근의 합과 곱이 방정식의 계수와 맞는지 확인하는 방식으로 오류를 줄였다.
계수 조건이 달라진 식에 적용하기
이번에는 한 근이 \(3+2i\)이고 이차방정식의 계수가 모두 실수인 경우를 제시했다. 학생은 다른 근을 \(3-2i\)로 정한 뒤, 두 근을 이용해
\[ (x-(3+2i))(x-(3-2i)) =(x-3)^2+4 =x^2-6x+13 \]
으로 정리했다. 허수항이 서로 없어지는지 확인하면서 켤레복소수 조건이 실제 계수의 실수성으로 이어진다는 점도 확인했다.
새 후보를 식에 직접 넣어 확인하기
마지막에는 \(x^2-8x+25=0\)의 한 근 후보를 \(4+3i\)로 제시했다. 학생은 켤레 후보 \(4-3i\)를 함께 적고, 각각을 식에 대입해 두 값이 모두 0이 되는지 확인했다. 단순히 부호를 바꾸는 데 그치지 않고, 근과 계수의 관계와 직접 대입 결과가 일치하는지 비교하면서 처음 보는 켤레복소수 문제에서도 답의 근거를 검증했다.