좌동 신도고등학교 수학과외







매개변수의 값에 따라 해집합이 갈라진 지점
신도고등학교 수학 문제를 풀던 학생은 매개변수가 들어간 지수부등식에서 계산을 처음부터 모두 전개하지 않고, 먼저 해집합의 형태가 바뀌는 조건을 표시했다. 좌동의 도서관에서 풀이를 정리할 때도 식을 변형하는 순서보다 매개변수가 어느 범위에 있는지 확인하는 데 시간을 먼저 배정했다.
계산보다 먼저 남겨 둔 예외값
학생은 예를 들어 2x > a와 같은 식을 볼 때 양변에 로그를 취하는 계산부터 시작하려 했다. 그러나 2x는 항상 양수이므로, a≤0이면 모든 실수 x가 해가 된다는 점을 먼저 표시하게 했다. a>0일 때에만 x>log2a로 정리할 수 있다.
처음 풀이에서는 최종적으로 요구된 값까지 도달했지만, 왜 특정 매개변수 범위를 따로 나누었는지는 적지 않았다. 답만 맞고 중간 판단이 비어 있어, 조건이 조금만 바뀌면 같은 방식으로 풀기 어려운 상태였다.
지수식의 값의 범위가 먼저 정해지므로, 매개변수에 로그를 적용하기 전에 그 매개변수가 허용되는 범위인지 확인해야 한다.
한 줄씩 다시 세운 판단 과정
교정할 때는 해설을 보지 않고 다음 순서를 직접 적었다. 먼저 지수식의 양수 조건을 확인하고, 그다음 매개변수의 범위를 나눈 뒤, 로그를 사용할 수 있는 경우에만 부등식을 변형했다. 특히 a=0을 빠뜨리지 않도록 예외값을 별도 줄에 남겼다.
이 과정을 통해 학생은 단순히 계산 결과를 적는 대신, “매개변수가 양수인가”, “로그의 밑이 1보다 큰가”, “해집합이 모든 실수인지 일부 구간인지”를 차례로 판단하게 되었다.
새로운 밑과 조건에서 독립적으로 완성한 풀이
이후 답의 후보가 제시되지 않은 3x-1≤k 문제를 풀게 했다. 학생은 먼저 3x-1>0을 적고, k≤0이면 해가 없음을 판정했다. k>0인 경우에만 로그를 취해 x-1≤log3k, 즉 x≤1+log3k로 정리했다.
마지막에는 k=1을 대입해 x≤1이 되는지 확인하고, x=1일 때 등호가 성립하는지도 점검했다. 학생은 계산을 역순으로 살펴보며 각 범위가 왜 나뉘었는지 설명했고, 지수식의 양수 조건을 제거하면 해집합 판단 자체가 달라진다는 점까지 스스로 확인했다.