대구동구 정동고등학교 수학과외







서로 다른 풀이가 갈린 지점은 근호의 계산이 아니었다
정동고등학교 학생은 무리식의 곱과 나눗셈 풀이 두 개를 나란히 놓고 어느 쪽이 맞는지 비교했다. 예를 들어
√((x-2)(x+1)) ÷ √(x+1)
을 정리하는 과정에서 한 풀이에는 x≤-1 또는 x≥2가, 다른 풀이에는 x≥2가 적혀 있었다. 학생은 여백에 근호 안이 0 이상인지 표시했지만, 두 조건이 달라지는 줄 앞에서는 판단을 멈추고 풀이를 처음부터 다시 살폈다.
분자 조건만으로는 나눗셈의 허용 범위를 정할 수 없었던 이유
처음 멈춘 곳은 계산 결과인 √(x-2)가 어떤 조건에서 실제로 성립하는지 확인하는 단계였다. 분자의 근호만 보면
(x-2)(x+1)≥0
이므로 x≤-1 또는 x≥2로 볼 수 있다. 그러나 분모에 √(x+1)이 있으므로 x+1은 0보다 커야 한다. 이 조건을 함께 적용하면 x>-1이고, 여기에 분자의 조건을 겹쳐야 하므로 최종 범위는 x≥2가 된다.
무리식의 나눗셈에서는 분자와 분모의 근호 조건을 따로 확인한 뒤, 분모가 0이 되지 않는 조건까지 함께 남겨야 한다.
학생은 잘못된 결과를 단순히 지우지 않고 x=-2를 대입해 보았다. 분자의 근호 안은 (-4)(-1)=4라서 계산할 수 있지만, 분모는 √(-1)이 되어 실수 범위에서 정의되지 않는다. 따라서 x≤-1이라는 추가 범위는 분모 조건을 통과하지 못하는 반례임을 확인했다.
표현을 바꾼 식에서 조건을 새로 세운 과정
이후에는 이전 식을 그대로 따라 쓰지 않고
√((2y-5)(y+4)) ÷ √(y+4) = √(2y-5)
라는 새 관계식을 직접 정리했다. 분모 때문에 y+4>0이어야 하고, 분자의 곱도 0 이상이어야 한다. 두 조건을 함께 대조한 뒤 최종적으로 2y-5≥0, 즉 y≥5/2에서만 등식이 성립한다고 판정했다.
경계값과 제외된 값으로 반례가 남지 않았는지 점검하다
학생은 경계값 y=5/2를 넣어 양변이 모두 0이 되는지 확인하고, y=-5를 넣었을 때 분모의 근호가 정의되지 않는 것도 따로 기록했다. 마지막에는 분자 조건만 만족하는 값이 분모 조건을 어기는 경우가 더 있는지 범위를 나누어 살폈다. 그 결과 허용되지 않는 반례와 경계값을 구분하면서, 무리식의 곱과 나눗셈에서는 계산식뿐 아니라 각 근호와 분모의 조건을 끝까지 함께 관리해야 한다는 판단을 스스로 완성했다.