






상수함수의 정적분, 직사각형 넓이로 해석하기
정적분 문제에서 학생이 \( \int_2^7 4\,dx \)의 값을 4라고 적었다. 함수값은 읽었지만, 적분 구간의 길이를 함께 반영하지 않은 것이다. 이런 판단을 바로잡는 과정은 약사동과외에서 정적분의 의미를 익힐 때 중요한 출발점이 된다.
오류가 생긴 지점
상수함수 \(f(x)=c\)는 구간 전체에서 높이가 \(c\)인 수평선으로 나타난다. 따라서 \(a\le b\)일 때
\[ \int_a^b c\,dx=c(b-a) \]
이다. 학생의 답 \(4\)는 직사각형의 높이만 구한 결과이며, 밑변인 구간 길이 \(7-2=5\)를 빠뜨렸다.
넓이와 적분값의 연결
그래프 \(y=c\)와 \(x=a,\ x=b\), \(x\)축으로 둘러싸인 도형은 가로 길이 \(b-a\), 세로 길이 \(c\)인 직사각형이다. \(c>0\)이면 적분값은 직사각형 넓이와 같아
\[ \int_2^7 4\,dx=4(7-2)=20 \]
이 된다.
구간이 바뀌면 무엇이 달라지는가
| 적분 | 계산 | 값 |
|---|---|---|
| \(\int_1^4 3\,dx\) | \(3(4-1)\) | 9 |
| \(\int_1^7 3\,dx\) | \(3(7-1)\) | 18 |
| \(\int_{-2}^2 3\,dx\) | \(3(2-(-2))\) | 12 |
함수의 높이가 같을 때 구간 길이가 두 배가 되면 적분값도 두 배가 된다. 따라서 답이 함수값에만 머물러 있다면 구간 길이를 빠뜨렸는지 먼저 확인해야 한다.
부호까지 확인하기
상수 \(c\)가 음수이면 그래프가 \(x\)축 아래에 있으므로 적분값은 음수가 된다. 예를 들어
\[ \int_{-1}^3 (-2)\,dx=(-2)\{3-(-1)\}=-8 \]
이다. 이때 8은 넓이의 크기이고, 정적분값은 위치에 따른 부호를 포함한 \(-8\)이다.
새 문제에서의 최종 점검
다음 계산을 보자.
\[ \int_5^9 6\,dx \]
높이는 6, 구간 길이는 \(9-5=4\)이므로
\[ \int_5^9 6\,dx=6\cdot4=24 \]
이다. 풀이가 맞는지 확인할 때는 함수의 높이, 구간의 길이, 부호를 차례로 점검하면 된다. 이 세 요소를 독립적으로 읽는 습관이 생기면 정적분값이 구간 길이에 비례하는지도 자연스럽게 판단할 수 있다.