당감동 경원고등학교 수학과외







두 번 제곱한 뒤 사라진 조건을 다시 추적한 풀이
당감동에서 부산 경원고등학교 수학 문제를 함께 보던 중, 학생은 무리방정식의 답 후보를 먼저 넓게 적은 뒤 불가능해 보이는 범위를 지우는 방식으로 접근했다. 문제는 √(2x+3)=√(x+1)+1처럼 한 번 제곱한 뒤에도 무리식이 남아 두 번째 제곱이 필요한 형태였다.
후보 범위는 적었지만, 제곱 전 조건을 건너뛴 장면
학생은 먼저 x+1≥0을 적어 x≥-1을 얻었다. 이어 양변을 제곱해
2x+3=x+2+2√(x+1)
을 만들고, 다시 정리한 뒤 두 번째 제곱을 진행했다. 계산 결과 나온 값 중 일부를 가능한 답으로 남겼지만, 첫 번째 제곱을 하기 전 우변이 음수가 될 수 없는 조건과 두 번째 제곱 직전의 부호 조건은 설명하지 않았다. 계산으로는 답에 가까이 갔지만, 어느 단계에서 후보가 추가될 수 있는지 판단 근거가 빠진 상태였다.
제곱은 식을 단순하게 만들지만, 원래 식의 부호 조건까지 보존해 주지는 않으므로 제곱 전의 범위를 따로 기록해야 한다.
제곱한 식보다 먼저 원래 양변의 범위를 확인하기
같은 계산을 반복하지 않고, 이번에는 원식에서 출발해 검산 경로를 바꾸었다. 좌변은 제곱근이므로 항상 0 이상이고, 우변도 좌변과 같아야 하므로 √(x+1)+1≥1이다. 따라서 적어도 x≥-1이라는 정의역을 유지해야 하며, 제곱으로 얻은 식의 해를 자동으로 인정할 수 없다는 점을 표시했다.
그 뒤 전개된 방정식에서 얻은 후보를 원래 식에 직접 대입했다. 예를 들어 후보가 x=1이면 좌변은 √5, 우변은 2가 되어 탈락한다. 이렇게 제곱 과정에서 생긴 후보를 원식의 양변 값으로 비교하자, 계산식만 보고 답을 남기던 습관이 드러났다.
조건이 달라진 문항에서 경계값을 스스로 걸러내다
이후에는 앞의 식을 그대로 다시 풀지 않고 √(x+4)=√(x+1)+1을 제시했다. 학생은 먼저 x≥-1을 적고, 첫 제곱 뒤 무리식이 남는지 확인한 다음 두 번째 제곱으로 넘어갈 시점을 스스로 정했다. 얻은 후보마다 원식에 대입해 값이 일치하는지 확인했고, 정의역의 경계값 x=-1도 따로 계산해 좌변과 우변이 다름을 판정했다.
마지막에는 풀이를 역순으로 설명하게 했다. 학생은 “두 번 제곱한 식의 해는 후보일 뿐이고, x≥-1과 원래 식 대입 검사를 모두 통과해야 최종 답이 된다”고 정리했다. 경계값과 제곱 과정에서 생긴 예외를 답에서 제외하는 기준이 실제 풀이에 반영됐는지 확인할 수 있었다.