우두동 고2수학과외







그래프가 대칭이어도 먼저 확인할 것
마지막 문항에서 그래프가 좌우로 비슷해 보인다는 이유만으로 곧바로 대칭구간 적분 공식을 적용하면 안 된다. 핵심은 그래프의 인상이 아니라 함수식이 실제로 짝함수인지 확인하는 것이다.
식에 직접 대입하기
함수 \(f(x)\)가 짝함수인지 판단하려면 \(f(-x)\)를 계산해 \(f(x)\)와 비교한다.
\[ f(-x)=f(x) \]
가 모든 정의역에서 성립하면 \(f\)는 짝함수이다. 이때 대칭구간에서는
\[ \int_{-a}^{a}f(x)\,dx=2\int_{0}^{a}f(x)\,dx \]
를 사용할 수 있다.
한 문제를 처음부터 끝까지 확인하기
짝함수인 경우
예를 들어 \(f(x)=x^2+3\)일 때
\[ f(-x)=(-x)^2+3=x^2+3=f(x) \]
이므로 \(f\)는 짝함수이다. 따라서
\[ \int_{-2}^{2}(x^2+3)\,dx =2\int_{0}^{2}(x^2+3)\,dx \]
\[ =2\left[\frac{x^3}{3}+3x\right]_{0}^{2} =2\left(\frac{8}{3}+6\right) =\frac{52}{3} \]
평행이동된 함수인 경우
\(g(x)=(x-1)^2+3\)은 그래프가 오른쪽으로 이동한 함수이다. 실제로
\[ g(-x)=(-x-1)^2+3=(x+1)^2+3 \]
이고 이는 일반적으로 \(g(x)=(x-1)^2+3\)과 같지 않다. 따라서 \(g\)는 짝함수가 아니며,
\[ \int_{-a}^{a}g(x)\,dx=2\int_{0}^{a}g(x)\,dx \]
를 사용할 수 없다. 구간이 대칭이라는 사실만으로는 충분하지 않고, 함수 자체의 짝함수 여부가 필요하다.
풀이 기록을 고쳐 쓰는 기준
교정 전후 비교
| 풀이 | 판단 |
|---|---|
| 그래프가 좌우 대칭처럼 보이므로 \(2\int_0^a f(x)\,dx\)를 쓴다. | 그래프의 모양만으로는 부족하다. |
| \(f(-x)=f(x)\)를 확인한 뒤 \(2\int_0^a f(x)\,dx\)를 쓴다. | 짝함수의 정의와 적분 성질에 맞는 풀이이다. |
변형 문항의 판단
다음 중 대칭구간 적분 성질을 바로 적용할 수 없는 식은 \(h(x)=f(x-2)\)이다. 원래 \(f\)가 짝함수여도 \(f(x-2)\)는 대체로 짝함수가 아니다.
따라서 우두동과외에서 이 유형을 연습할 때는 계산보다 먼저 \(f(-x)\)를 대입하고, 정의역과 구간이 실제 조건에 맞는지 확인해야 한다. 고3수학과외 학습에서도 같은 순서를 유지하면 그래프에 의존한 오판을 줄일 수 있다.