하단동 부산여자고등학교 수학과외







밑이 1보다 작을 때, 부등호가 바뀌는 순간
하단동에서 부산여자고등학교 수학 과외를 받던 학생은 문자와 수치가 함께 있는 지수부등식을 풀 때 값을 먼저 대입하지 않고, 밑의 범위부터 확인하는 습관을 만들고 있었습니다. 문제의 조건이 \(0a^5\)로 주어지자 학생은 두 지수 사이의 관계를 먼저 정리했습니다.
지수 비교 뒤 멈춰 버린 풀이
밑이 0과 1 사이이면 지수함수는 감소하므로 지수의 대소 관계가 반대로 바뀝니다. 따라서 학생은 \(2x+1<5\)까지 올바르게 도달했습니다. 그러나 이 식을 그대로 최종 답처럼 적고, \(x<2\)로 정리하는 과정과 부등호가 바뀐 근거를 풀이에 남기지 않았습니다.
이때 학생에게 같은 방식의 계산을 반복하게 하지 않고, 밑을 역수 형태로 바꾸어 확인하게 했습니다. \(a=\frac1t\), \(t>1\)로 두면
\[ t^{-(2x+1)}>t^{-5} \]
가 됩니다. 이제 밑 \(t\)는 1보다 크므로 지수함수의 증가성을 적용해 \(-(2x+1)>-5\)를 얻고, 정리하면 다시 \(x<2\)가 나옵니다. 처음의 중간 관계를 최종 답으로 착각하지 않고, 답의 범위까지 완성하는 과정을 다른 경로로 점검한 것입니다.
표현이 달라진 문항에서 범위까지 완성하기
이후에는 밑의 조건 \(0
\[
a^{x-3}\le a^{2x+1}
\] 학생은 감소성을 먼저 표시한 뒤 지수를 반대로 비교하여 \(x-3\ge 2x+1\), 즉 \(x\le-4\)를 스스로 만들었습니다. 앞 문제의 식을 옮겨 적지 않고 새 지수 관계를 직접 세운 점이 달라졌습니다. 마지막에는 경계값과 반례를 함께 확인했습니다. \(x=-4\)를 대입하면 두 지수가 모두 \(-7\)이 되어 등호가 성립하므로 경계값이 포함됩니다. 반면 \(x=-3\)에서는 왼쪽 지수가 \(-6\), 오른쪽 지수가 \(-5\)가 되어 \(a^{-6}>a^{-5}\)이므로 주어진 부등식을 만족하지 않습니다. 이를 통해 \(x\le-4\) 밖에 남는 반례가 없다는 점까지 조건별로 검증했습니다.밑이 \(0