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춘천 고2수학과외

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오답 기록에서 시작한 구간 최적화

춘천과외 수업에서 한 학생은 이차·삼차함수의 최댓값과 최솟값을 구할 때 공식 없이 구간의 모든 점을 대입하려 했다. 하지만 연속적으로 변하는 함수의 값을 무작정 비교할 수는 없으므로, 먼저 그래프의 개형과 도함수의 부호를 확인해야 한다.

그래프 개형으로 후보를 줄이기

다음 함수를 구간 0≤x≤3에서 살펴보자.

f(x)=x3-3x2+1

도함수는

f′(x)=3x(x-2)

이므로 임계점은 x=0, 2이다. 구간의 끝점과 임계점을 후보로 정하면 x=0, 2, 3만 확인하면 된다.

xf(x)
01
2-3
31

따라서 최댓값은 1, 최솟값은 -3이다. 모든 점을 대입하는 대신 끝점과 구간 안의 임계점만 평가하는 것이 핵심이다.

불필요한 임계점을 걸러 내는 새 문제

이동한 함수의 후보 확인

이번에는 함수와 구간이 함께 이동한 경우를 보자.

g(x)=(x-1)3-3(x-1)2+2, 2≤x≤5

t=x-1로 놓으면 원래 함수의 형태는 같지만, 구간은 1≤t≤4가 된다. 도함수는

g′(x)=3(x-1)(x-3)

이므로 임계점은 x=1, 3이다. 그러나 x=1은 주어진 구간에 포함되지 않는다. 따라서 평가할 후보는 x=2, 3, 5이다.

  • g(2)=0
  • g(3)=-2
  • g(5)=18

그러므로 구간 [2,5]에서 최댓값은 18, 최솟값은 -2이다. 구간 밖의 임계점까지 포함하면 잘못된 최솟값이나 최댓값을 선택할 수 있다.

최종 검증

도함수의 부호를 확인하면 [2,3]에서는 감소하고 [3,5]에서는 증가한다. 따라서 x=3에서 최솟값이 나와 계산 결과와 일치한다. 구간 최적화에서는 도함수로 임계점을 찾은 뒤, 정의역 안에 있는 점과 양 끝점만 비교해야 한다.

춘천 고2수학과외 학부모 후기

책상 서랍을 정리하다가 오답 문제를 다시 보게 됐는데, 아이가 풀이 전체를 지우거나 답만 확인한 게 아니라 처음 틀린 식 하나만 네모로 묶어 놓았더라고요. 어디에서부터 고쳐야 하는지 눈에 바로 들어오게 해둔 모습이 조금 낯설었어요. 예전에는 다시 확인할 부분이 있어도 말로만 기억해 두겠다고 하고 자료에는 따로 남기지 않았거든요. 춘천 수학과외를 알아보던 때부터 이런 변화를 기대했던 건 아니지만, 새 학습지를 풀던 저녁에도 같은 식으로 처음 잘못된 식만 골라 표시하고 있었습니다. 여러 군데에 흔적을 남긴 게 아니라 마지막에는 다시 볼 곳을 한 군데만 남겨 두었어요. 문제를 다 푼 뒤 답을 훑는 모습보다, 자기 계산에서 처음 어긋난 부분을 먼저 찾아 표시한 장면이 더 또렷하게 보이더라고요.

★★★★★학부모 후기

시험지 한쪽에 계산 흔적은 거의 없고, 조건 부분에만 동그라미가 그려져 있더라고요. 수학 수업 전날 저녁, 공부를 마친 줄 알았는데 아이가 그 표시를 다시 보면서 풀이를 처음부터 이어가고 있더라고요. 예전에는 틀린 답을 발견해도 어디서 판단이 달라졌는지는 따로 남기지 않았거든요. 춘천 수학과외 이야기를 나누며 평소 시험지를 보던 모습도 떠올려 봤는데, 이번에는 답을 바로 고치기보다 조건부터 다시 읽는 순서가 눈에 띄었어요. 풀이 전체를 지우지 않고 처음 읽어야 할 부분을 골라 다시 시작하는 모습이었습니다. 수행평가 자료를 챙기던 날에도 계산을 쓰기 전에 조건 문장에 먼저 작은 표시를 하더라고요. 그 뒤 확인한 자리에는 별도의 흔적도 남겨 두었고요. 종이를 넘기기 전에 표시한 조건과 자기 계산을 차례로 살펴보는 모습이 보이더라고요.

★★★★☆학부모 후기

춘천에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 주말 오전이면 숙제를 펼치기까지 한참 망설였고, 틀린 풀이를 들킬까 질문도 아꼈습니다. 선생님은 막히는 순간마다 표정을 살피며 같은 내용을 다른 말로 차분히 설명해 주셨고, 시험 일주일 전에도 부담 없이 진도를 조절해 주셨습니다. 요즘은 숙제를 시작하는 시간이 짧아지고 모르는 문제를 먼저 물어보는 모습이 눈에 띕니다.

★★★★★학부모 후기

주말에 공부 계획이 밀리면 문제집을 펼치기도 싫었는데, 춘천에서 과외를 시작한 뒤에는 늦게 끝난 날에도 선생님이 제 상태를 살피며 수업량을 조절해 주셨습니다. 막히는 문제를 억지로 넘기지 않고 다음 시간까지 할 일을 짧게 나눠 알려 주셔서 질문도 편하게 할 수 있었습니다. 이제는 계획이 틀어져도 다시 정리해 이어가는 일이 전보다 자연스러워졌습니다.

★★★★☆학부모 후기

시험을 치른 다음 날에도 예전처럼 수업 생각만 하면 부담스럽지는 않았습니다. 춘천에서 과외를 시작했을 때는 조급해서 배운 내용도 집에서 다시 보지 않았지만, 선생님께서 진도를 서두르지 않고 어려운 부분을 그날 다시 짚어 주셨습니다. 저녁 식사 후에는 틀린 문제를 한 번 더 펼쳐보게 되었고, 스스로 이어서 공부할 여유가 생긴 점이 가장 좋았습니다.

★★★★☆학부모 후기