산곡동 부광고등학교 수학과외







산곡동에서 수업하던 학생은 극값을 구하는 문제에서 후보를 줄이는 과정까지는 빠르게 진행했다. 도함수의 값이 0이 되는 지점을 찾은 뒤 가능한 답을 정리했지만, 마지막에 그 점이 실제 극소점인지 판단하는 대목에서 풀이가 멈췄다.
도함수가 0인 점과 극소점을 같은 것으로 본 순간
학생의 풀이에는 두 판단이 한 줄에 섞여 있었다. 하나는 임계점 후보를 찾기 위해 \(f'(x)=0\)을 확인하는 것이고, 다른 하나는 그 점의 왼쪽에서 \(f'(x)<0\), 오른쪽에서 \(f'(x)>0\)인지 살피는 것이었다. 첫 번째 조건은 후보를 줄이는 데 필요하지만, 그것만으로 극소점이라는 결론을 내릴 수는 없다.
극소점은 도함수가 0인 후보 중에서, 도함수의 부호가 음수에서 양수로 바뀌는 지점이다.
후보 판정과 부호 변화를 나누어 적은 연습
학생은 풀이표를 두 칸으로 나누었다. 왼쪽에는 \(f'(x)=0\)에서 얻은 후보를 적고, 오른쪽에는 후보를 기준으로 좌우 구간의 도함수 부호를 따로 기록했다. 이렇게 하자 계산 결과와 최종 판정이 서로 다른 단계라는 점이 눈에 보였다. 단순히 도함수가 0이라는 이유로 극소점이라고 쓰던 습관도 함께 드러났다.
이후에는 같은 방식의 풀이를 숫자만 바꾼 문제가 아니라, 식의 관계와 조건을 새롭게 제시한 문항에 적용했다. 학생은 먼저 새 도함수에서 후보를 직접 만들고, 각 후보의 양쪽 구간에 임의의 점을 대입해 부호를 확인했다. 조건 하나는 유지하되 나머지 표현이 달라진 문제에서도 이전 식을 베끼지 않고, 음수에서 양수로 바뀌는 후보만 골라 극소점으로 정리했다.
부호 변화가 없는 후보까지 구별한 최종 확인
마지막에는 \(f(x)=x^3\)을 이용해 판단 기준을 점검했다. \(f'(x)=3x^2\)이므로 \(x=0\)에서 도함수는 0이지만, 0의 양쪽에서 도함수 부호가 음수에서 양수로 바뀌지는 않는다. 학생은 이 점을 극소점으로 분류하지 않고, \(f'(x)=0\)은 후보를 찾는 조건일 뿐이며 부호 변화까지 확인해야 한다고 설명했다.
그 뒤 새 문항의 답을 계산 과정과 반대로 거슬러 올라가며 확인하면서, 최종 결론이 실제로 도함수의 음수에서 양수로의 변화에 근거하는지도 점검했다. 적용되는 경우와 적용되지 않는 경우를 함께 비교한 덕분에 후보와 극소점을 구분하는 기준이 풀이에 정착됐다.