부산 경남고등학교 수학과외







감소함수 조건을 놓치면 해집합이 뒤집히는 순간
경남고등학교 수학 학습 과정에서 한 학생은 로그 부등식의 식 모양이 달라져도 밑이 1보다 작은 로그함수의 성질을 적용해야 하는 변형 문항을 풀었다. 계산에 들어가기 전에는 서로 연결되는 식에 화살표를 그어 로그의 밑, 진수의 범위, 부등호 방향을 묶어 표시했다.
하지만 풀이가 진행된 뒤 무엇을 검산해야 하는지는 분명히 정하지 못했다. 선택지 중 감소함수의 성질에 맞는 답을 골랐지만, 그 후보가 실제 조건을 모두 만족하는지 반례를 대입하지 않은 채 정답으로 확정한 것이다. 로그의 밑이 1보다 작다는 조건과 진수가 양수여야 한다는 조건을 모두 확인해야 했지만, 둘을 한꺼번에 처리하면서 범위 검토가 빠졌다.
밑의 조건과 진수의 조건을 따로 세운 연습
교정할 때는 자주 섞이던 두 조건을 별도 칸에 나누었다. 첫 칸에는 0<a<1인 밑의 조건을 적고, 로그 부등식의 방향이 반대로 바뀐다는 점을 표시했다. 둘째 칸에는 각 진수가 양수여야 한다는 정의역 조건을 적어 해집합에 함께 반영하게 했다.
예를 들어
log1/2(x−1) ≥ log1/23
에서는 밑이 1보다 작으므로 비교할 때 부등호가 반대가 되어 x−1≤3이 된다. 동시에 진수 조건에서 x−1>0이므로, 최종 해는 1<x≤4이다. 학생은 밑의 조건만으로 계산을 끝내지 않고, 진수 조건과 교집합을 이루어야 한다는 차이를 직접 확인했다.
선택지를 없앤 식에서 순서를 스스로 정하다
이후에는 선택지가 없는 새 문항을 제시했다.
log1/3(2x+1) < log1/3(7−x)
학생은 먼저 2x+1>0, 7−x>0을 적어 x>−1/2, x<7을 만들었다. 그다음 밑이 1보다 작으므로 부등호를 뒤집어 2x+1>7−x, 즉 x>2를 얻었고, 정의역과 합쳐 2<x<7을 답으로 완성했다.
마지막에는 답을 역순으로 설명하게 했다. 먼저 2<x<7이 진수 조건과 계산 결과를 모두 만족하는지 확인한 뒤, 왜 2x+1>7−x가 되었는지, 다시 왜 부등호가 뒤집혔는지를 거슬러 올라가 설명했다. 이를 통해 후보를 고르는 데 그치지 않고, 밑의 감소성과 정의역 조건이 해집합에 연결되는 과정을 스스로 검증했다.