중산동 인천중산고등학교 수학과외







부호가 바뀌는 지점을 지나친 적분 풀이
인천중산고등학교 학생은 새로운 수치로 제시된 정적분 문제를 풀면서 먼저 식과 구간 조건을 화살표로 연결했다. 특히 적분함수가 x축과 만나는 값, 전체 적분 구간, 각 부분에서의 부호를 한 흐름으로 묶어 보며 계산을 시작했다.
계산값은 나왔지만 중간 구간을 생략한 풀이
학생은 문제에서 요구한 값에 거의 도달했지만, 그래프가 x축을 지나는 점에서 구간을 나누어야 하는 이유를 풀이에 적지 않았다. 선택지를 비교할 때도 조건에 맞아 보이는 식을 골랐지만, 그 선택이 모든 구간에서 성립하는지 반례를 확인하지 않은 채 정답으로 확정했다.
예를 들어 f(x)=(x-1)(x-3)처럼 근이 1과 3인 함수는 [0,4]를 한 번에 계산하지 않고 [0,1], [1,3], [3,4]로 나누어 각 구간의 부호를 살펴야 한다. 학생은 이 분할 과정을 생략하면서 부호가 달라지는 구간을 같은 방식으로 처리하고 있었다.
근과 구간별 부호를 따로 표시한 뒤
교정할 때는 ‘x축과 만나는 점이 있는가’와 ‘그 점을 기준으로 부호가 어떻게 달라지는가’를 두 칸에 나누어 적게 했다. 첫 칸에는 방정식 f(x)=0의 해를 찾고, 둘째 칸에는 각 구간에서 함수값의 부호를 대입으로 확인하도록 했다. 이렇게 하자 근을 찾는 조건과 적분 구간을 실제로 나누는 판단이 서로 다른 단계임을 눈으로 구분할 수 있었다.
적분 구간은 함수가 x축을 지나는 근에서 나누고, 나눈 뒤에는 각 부분 구간의 부호를 따로 확인한다.
식과 수치를 바꾼 문항에서 만든 분할
이후에는 앞의 식을 다시 쓰지 않고 g(x)=(x+2)(x-2)와 구간 [-3,4]를 제시했다. 학생은 새로 근을 -2, 2로 구한 뒤 구간을 [-3,-2], [-2,2], [2,4]로 직접 나누었다. 각 구간에서 시험값을 대입해 부호를 확인하고, 그 결과에 맞춰 적분식을 구성했다.
마지막에는 후보 풀이에서 제시한 분할점을 하나씩 제거해 보았다. 근을 빼고 구간을 합치면 중간 구간의 부호 변화가 사라져 결과가 달라지는지 확인했고, 빠진 근이 없는지도 방정식의 해를 다시 대입해 점검했다. 반례가 남지 않자 이번 선택이 모든 구간 조건을 만족한다는 결론을 스스로 확정했다.