화정동 광주여자고등학교 수학과외







거리식에 넣은 답을 끝까지 조건으로 확인한 과정
화정동에서 수업하던 학생은 점과 직선 사이의 거리를 이용해 직선의 미지수 \(k\)를 구하는 문제에서 계산 자체는 빠르게 진행했다. 문제는 답을 얻은 뒤 그 값이 어떤 조건에서 성립하는지 판단하는 단계였다.
절댓값을 풀고도 한 값만 남기려 했던 장면
점 \((1,2)\)와 직선 \(x+2y+k=0\) 사이의 거리가 \(3\)이라고 하자. 학생은 거리 공식에 값을 대입해
\[ \frac{|1+4+k|}{\sqrt{5}}=3 \]
을 세웠다. 여기까지는 맞았지만, 절댓값을 제거하면서 \(k+5=3\sqrt5\)인 경우만 적고 반대 부호인 경우를 빠뜨리려 했다. 계산 결과가 나온 뒤 원래 조건과 연결해 판단하는 과정도 아직 불안정했다.
거리 조건에 필요한 식만 한 줄씩 재구성하기
답을 보지 않고 먼저 필요한 정보만 골라 적게 했다. 점의 좌표를 직선식에 대입하면 \(1+2\cdot2+k=k+5\)가 되고, 직선 \(x+2y+k=0\)의 계수에서 분모는 \(\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt5\)라는 점을 따로 확인했다. 따라서
\[ \frac{|k+5|}{\sqrt5}=3 \quad\Longrightarrow\quad |k+5|=3\sqrt5 \]
이며, 절댓값의 정의에 따라 \(k+5=3\sqrt5\) 또는 \(k+5=-3\sqrt5\)로 나누어야 한다는 흐름을 다시 세웠다. 그 결과 \(k=-5+3\sqrt5,\ -5-3\sqrt5\) 두 값이 가능했다.
거리 공식으로 얻은 식에 절댓값이 있으면, 양의 값과 음의 값을 모두 조건으로 검토해야 한다.
표현을 바꾼 새 직선에서도 관계식을 직접 세우다
이후에는 점 \((-2,1)\)에서 직선 \(2x-y+c=0\)까지의 거리가 \(\sqrt5\)인 새 문항을 제시했다. 학생은 이전 식을 복사하지 않고 점을 대입해
\[ \frac{|-4-1+c|}{\sqrt5}=\sqrt5 \]
를 직접 만들었다. 즉 \(|c-5|=5\)에서 \(c=10\) 또는 \(c=0\)을 얻으며, 직선의 표현과 점의 좌표가 달라져도 거리 조건을 식으로 바꾸는 과정을 독립적으로 적용했다.
마지막에는 두 값을 각각 원래 거리식에 대입했다. \(c=10\)이면 \(\frac{|5|}{\sqrt5}=\sqrt5\), \(c=0\)이면 \(\frac{|-5|}{\sqrt5}=\sqrt5\)가 되어 모두 조건을 만족했다. 한쪽 부호를 제외할 이유가 없고, 두 해 모두 예외 없이 성립한다는 점까지 확인하면서 풀이를 마무리했다.