구포동 성도고등학교 수학과외







증가와 감소를 가르는 매개변수의 부호
구포동에서 진행한 한 수학 과외에서 학생은 증가·감소 조건을 이용해 매개변수의 부호를 정하는 미완성 풀이를 마주했다. 처음부터 계산하지 않고, 문제에 나온 함수식과 증가·감소 조건을 서로 연결해 화살표로 표시한 점은 적절했다. 어떤 식의 계수가 변화 방향을 결정하는지 먼저 찾으려는 접근이었다.
계산 결과만으로 답을 확정하지 못한 지점
예를 들어 일차함수 f(x)=ax+2가 모든 실수에서 증가한다고 하면 기울기인 a는 양수여야 한다. 감소 조건이라면 a<0이 된다. 학생도 이 관계를 이용해 부호를 구하는 방향은 맞게 잡았지만, 계산 뒤 a=0인 경우를 따로 살피지 않았다.
a=0이면 함수는 f(x)=2가 되어 일정하다. 따라서 증가도 감소도 아닌 조건이라면 이 값을 제외해야 하고, 문제에서 ‘증가하지 않는다’처럼 표현한 경우에는 해석이 달라질 수 있다. 학생이 멈춘 곳은 바로 계산으로 얻은 부호가 문제의 조건 아래에서 끝까지 유효한지 판단하는 단계였다.
매개변수의 부호를 정할 때는 계산 결과뿐 아니라 그 부호가 만드는 함수의 변화와 예외값까지 함께 확인해야 한다.
부호 조건을 다른 말로 바꾸어 확인하기
교정 과정에서는 단순히 “기울기가 양수면 증가”라고 외우게 하지 않고, 두 입력값 x1<x2에 대해 f(x2)-f(x1)=a(x2-x1)라고 다시 표현하게 했다. 괄호 안의 차가 양수이므로 함수값 차의 부호는 a의 부호와 같다는 점을 설명하면서, a=0이면 함수값 차도 항상 0이 되어 증가 조건을 만족하지 못한다는 사실까지 확인했다.
표현을 바꾼 새 관계식에 적용한 과정
이후에는 앞서 본 식을 그대로 제시하지 않고, g(t)=5-bt가 모든 실수에서 감소하도록 하는 b의 조건을 직접 세우게 했다. 학생은 g(t2)-g(t1)=-b(t2-t1)로 바꾸어 썼고, t2-t1>0일 때 함수값 차가 음수가 되려면 -b<0, 즉 b>0이어야 한다고 판단했다. 이전 식의 답을 옮기지 않고 새로운 관계식을 세워 부호를 결정한 점이 달라졌다.
예외가 남지 않았는지 역으로 점검한 장면
마지막에는 얻은 조건을 거꾸로 대입해 확인했다. b>0이면 -b<0이고, 두 입력값의 차가 양수일 때 함수값 차가 음수가 되므로 실제로 감소한다. 반대로 b=0이면 함수가 일정해지고, b<0이면 증가하게 된다. 학생은 이 세 경우를 나누어 보며 예외값과 반대 부호가 모두 조건을 깨뜨린다는 이유까지 확인했다.