학익동 인하대학교사범대학부속고등학교 수학과외







학익동에서 통학하는 학생과 곡선의 접선 문제를 살펴보던 중, 같은 외부 점에서 출발한 두 풀이가 서로 다른 답을 내놓는 장면이 있었습니다. 학생은 두 풀이를 나란히 놓고 계산 결과보다 먼저 식이 갈라지는 지점을 표시했습니다.
접점 변수로 세운 두 풀이가 갈라진 줄
학생은 곡선 위 접점을 임의의 점 \((t, f(t))\)로 두고, 그 점에서의 접선이 외부 점 \((a,b)\)를 지나야 한다는 조건을 비교했습니다. 접선의 기울기가 \(f'(t)\)라면 외부 점을 대입한 관계식은
\(b=f'(t)(a-t)+f(t)\)
처럼 정리됩니다. 두 후보 풀이 중 하나는 이 식을 세운 뒤 \(t\)에 대한 방정식을 풀었고, 다른 하나는 접선의 기울기와 접선 위 점의 관계를 섞어 외부 점의 좌표를 바로 대입하는 과정에서 처음 차이가 생겼습니다. 학생은 마지막 답만 대조하지 않고, 접점을 변수로 설정한 뒤 외부 점이 접선 위에 있다는 조건을 적용하는 줄까지 거슬러 올라갔습니다.
두 접선이 나온다는 말의 조건을 식으로 확인하기
계산 자체는 마쳤지만 학생은 얻은 \(t\)의 값이 언제 실제 접점을 뜻하는지 설명할 때 머뭇거렸습니다. 단순히 서로 다른 두 근이 나왔다는 이유만으로 두 접선이라고 결론 내릴 수는 없고, 각 근이 곡선 위의 접점에 대응하며 해당 접선이 주어진 외부 점을 지나야 합니다. 또한 두 근이 같아지면 접선이 하나로 합쳐지므로, ‘곡선 밖의 한 점에서 서로 다른 두 접점이 생기는 경우’와 ‘중복되는 경우’를 구별해야 했습니다.
이번에는 처음 풀이에서 사용한 전개를 그대로 반복하지 않고, 각 접점 \(t\)에서 만든 접선의 식에 외부 점을 직접 대입하는 방식으로 답을 검산했습니다. 앞서 구한 \(t\)를 하나씩 넣어 접선 방정식이 같은 외부 점을 만족하는지 확인하자, 계산 과정에서 얻은 두 값이 단순한 방정식의 근이 아니라 실제 접점 변수라는 점이 분명해졌습니다.
표현을 바꾼 외부 점에서 직접 관계식 세우기
다음에는 앞 문제의 식이나 수치를 보여 주지 않고, 곡선은 같은 형태로 두되 외부 점의 표현과 주어진 조건을 바꾼 문항을 제시했습니다. 학생은 이전 답을 옮겨 적지 않고 새 외부 점을 \((u,v)\), 접점을 \((s,f(s))\)로 다시 설정했습니다. 이어 접선의 기울기 \(f'(s)\)와 점 \((u,v)\) 사이의 관계를 직접 세워 \(s\)에 대한 조건을 만들었습니다.
새 식에서 나온 해를 곧바로 답으로 쓰지 않고, 각각을 접선식에 대입해 외부 점이 포함되는지 확인했습니다. 마지막에는 두 해가 서로 다른 접점을 나타내는지, 중복된 해는 아닌지 판정했습니다. 이전 식을 기억해 적용한 것이 아니라, 접점 변수 설정과 외부 점 대입이라는 필수 근거를 다시 구성했는지가 검증된 장면이었습니다.