반여동 고1수학과외







반여동 고1수학과외 행렬의 곱셈: 불필요한 계산 줄이기
행렬 곱셈 문제에서 학생은 모든 숫자를 같은 위치끼리 곱한 뒤 더하려 했다. 그래서 계산량은 늘었지만, 각 성분이 어떻게 만들어지는지는 설명하지 못했다.
같은 위치가 아니라 행과 열을 연결하기
교사는 곱셈이 가능한지 먼저 확인하도록 했다. 행렬 \(A\)의 열 수와 행렬 \(B\)의 행 수가 같아야 하며, 결과 행렬의 크기는 \(A\)의 행 수와 \(B\)의 열 수로 정해진다.
예를 들어
\(A=\begin{pmatrix}1&0\\2&3\end{pmatrix},\quad B=\begin{pmatrix}4&5\\6&7\end{pmatrix}\)
에서 결과의 첫 번째 성분은 첫째 행과 첫째 열을 대응시켜 \(1\cdot4+0\cdot6=4\)로 구한다. 0인 성분이 포함되면 해당 곱을 생략할 수 있지만, 행과 열의 대응 자체는 바뀌지 않는다.
곱의 방향을 바꾼 역문제
다음에는 결과 행렬의 크기와 한 행렬의 크기만 제시하고, 곱셈이 가능한 다른 행렬의 크기를 판단하게 했다. 학생은 결과의 행 수가 왼쪽 행렬의 행 수이고, 결과의 열 수가 오른쪽 행렬의 열 수라는 관계를 이용해 계산 전에 필요한 조건부터 정리했다.
또한 \(AB\)가 정의되어도 \(BA\)는 정의되지 않을 수 있음을 확인하며, 행렬 곱셈에서 순서를 임의로 바꿀 수 없다는 점을 적용했다.
새 식에서 계산 구조 확인하기
마지막에는 영행과 영열이 포함된 처음 보는 행렬을 제시했다. 학생은 결과의 크기를 먼저 결정한 뒤 각 성분을 행과 열의 내적으로 배치했다. 계산을 끝낸 뒤에는 결과의 특정 행이 왼쪽 행렬의 해당 행과 오른쪽 행렬의 열 조합으로 만들어졌는지 다시 확인해, 단순한 숫자 일치가 아닌 곱셈 구조를 검증했다.
반여동 학습 사례에서도 부산광역시립해운대도서관 인근 생활권과 같은 주변 정보보다, 행렬의 크기와 행·열 대응을 먼저 기록하는 습관이 불필요한 계산을 줄이는 핵심으로 남았다.