석사동 중3수학과외







석사동 생활권에서 확인한 중3수학의 한 장면
석사동과외 수업에서 우석중학교가 포함된 생활권의 서술형 문제를 풀던 중, 학생의 답안에는 다음 식이 먼저 적혀 있었습니다.
함수 \(y=-(x-2)^2+5\)의 정의역이 \(0\le x\le4\)일 때 최댓값과 최솟값을 구하여라.
학생은 식을 읽은 뒤 그래프가 아래로 열린다는 점에 표시하고, 꼭짓점이 \((2,5)\)라는 것까지 정확히 적었습니다. 이어서 “그래프가 아래로 열리므로 최댓값은 5, 양 끝에서는 값이 같다”고 쓴 다음, 최솟값을 \(-5\)라고 결론 내렸습니다. \(x=0,4\)에서 값이 같다는 판단 자체는 맞았지만, 그 값을 실제 식에 대입한 기록은 없었습니다.
계산보다 먼저 생긴 판단의 빈틈
오답이 시작된 지점은 계산 실수가 아니었습니다. 그래프의 모양만 보고 양 끝점의 함수값 부호를 단정한 것이 최초의 어긋난 판단이었습니다. 아래로 열린 그래프라는 정보는 꼭짓점에서 가장 큰 값을 갖는다는 데에는 도움을 주지만, 양 끝점의 구체적인 함수값이 양수인지 음수인지는 알려 주지 않습니다.
따라서 서술형 답안에는 후보가 되는 위치를 먼저 분명히 남겨야 합니다. 정의역 \(0\le x\le4\) 안에서 꼭짓점의 \(x\)좌표는 \(2\)이고, 양 끝점은 \(x=0,4\)입니다. 학생이 처음 적은 꼭짓점 \((2,5)\)는 그대로 활용할 수 있으므로, 이미 맞은 과정까지 다시 바꿀 필요는 없었습니다.
끝점의 부호를 식으로 확인하기
교정은 한 가지 행동으로 제한했습니다. 그래프의 모양으로 끝점의 값을 정하지 않고, 끝점의 \(x\)값을 함수식에 직접 대입하는 것입니다.
- \(x=0\)일 때 \(y=-(0-2)^2+5=-4+5=1\)
- \(x=4\)일 때 \(y=-(4-2)^2+5=-4+5=1\)
- 꼭짓점 \(x=2\)에서 \(y=5\)
정의역 안에서 비교할 값은 \(1,5,1\)이므로 최댓값은 \(5\), 최솟값은 \(1\)입니다. 그래프의 방향은 후보를 찾는 데 사용하고, 실제 값의 부호와 크기는 식으로 확인한다는 기준이 답안에 드러났습니다.
퇴계주공6단지와 현진에버빌1차아파트가 있는 생활권에서 진행한 석사동중3수학과외에서도 같은 문장을 짧게 반복했습니다. “그래프는 어디를 볼지 정하고, 식은 얼마인지 확인한다.” 이 문장은 최대·최소를 구하는 이번 개념 안에서만 사용했습니다.
표로 바뀐 문제에서도 같은 기준을 선택하다
다음 시간에는 식을 바로 주지 않고 일부 값만 표로 제시했습니다. 그래프와 식의 표현이 바뀌었지만, 정의역 안의 위치를 먼저 고르고 그 위치의 함수값을 비교하는 문제였습니다.
함수 \(g(x)\)는 \( -1\le x\le3\)에서 아래로 열린 그래프를 갖는다. 표의 일부가 다음과 같을 때 최댓값과 최솟값을 구하여라.
- \(x=-1\), \(g(x)=2\)
- \(x=1\), \(g(x)=6\)
- \(x=3\), \(g(x)=2\)
그래프의 꼭짓점은 \(x=1\)에 있다.
학생은 이번에는 “정의역의 양 끝 \(x=-1,3\)과 꼭짓점 \(x=1\)의 값을 비교한다”고 먼저 썼습니다. 표에서 끝점 값은 각각 \(2\), 꼭짓점 값은 \(6\)임을 확인하고 최댓값 \(6\), 최솟값 \(2\)라고 답했습니다. 식이 아니라 표로 제시되었어도, 그래프의 모양만으로 값을 추측하지 않고 주어진 값에 직접 대응한 것입니다.
힌트 없이 식에 다시 대입한 마지막 확인
마지막에는 도움 없이 다음 문제를 제시했습니다.
함수 \(h(x)=(x+1)^2-3\)의 정의역이 \(-3\le x\le1\)일 때 최댓값과 최솟값을 구하고, 선택한 값을 확인하여라.
학생은 먼저 꼭짓점의 위치 \(x=-1\)을 정의역 안에서 표시하고, 양 끝점 \(x=-3,1\)을 함께 적었습니다. 그 뒤
- \(h(-1)=-3\)
- \(h(-3)=1\)
- \(h(1)=1\)
이라고 계산했습니다. “정의역 안의 세 위치를 비교했으므로 최솟값은 \(-3\), 최댓값은 \(1\)”이라고 이유를 설명한 뒤, \(h(-1),h(-3),h(1)\)에 같은 값을 다시 대입해 계산 결과가 맞는지 확인했습니다. 이번에는 그래프의 방향만으로 부호를 정하지 않고, 식과 정의역의 위치를 직접 연결해 최대·최소를 스스로 검증했습니다.