풍향동 광주동신여자고등학교 수학과외







그래프에 표시한 원의 위치와 식이 끝까지 연결되지 않았던 순간
광주동신여자고등학교 학생은 원의 방정식이 제시된 문항에서 먼저 그림 위에 각 후보 원의 중심과 위치를 표시했다. 일반형을 완전제곱하면 중심과 반지름을 확인할 수 있다는 점을 이용해 답 후보를 몇 개로 줄이는 데까지는 빠르게 도달했다.
예를 들어 x²+y²-4x+6y-12=0을 (x-2)²+(y+3)²=25로 바꾸면 중심은 (2, -3), 반지름은 5이다. 학생도 이 정보를 그래프에 옮겨 후보를 비교했지만, 마지막 선택에서는 식이 실제로 나타내는 원 위의 점이나 조건을 하나 더 대입하지 않았다. 중심과 반지름이 비슷해 보인다는 이유로 맞지 않는 선택지를 확정한 것이 문제의 시작이었다.
반지름만 맞는 후보를 걸러 낸 기준
풀이를 다시 볼 때 잘못된 답을 단순히 지우지 않고, 왜 허용될 수 없는지를 식으로 반례를 만들어 확인했다. 중심이 (2, -3), 반지름이 5인 원이라면 중심에서 거리가 5인 점만 원 위에 있어야 한다. 따라서 (7, -3)은 원 위에 있지만, 중심에서의 거리가 6인 (8, -3)은 원 위의 점이 될 수 없다. 후보가 이 점을 원 위의 점으로 포함한다면 반지름 조건과 충돌한다는 식으로 판단하게 했다.
이후에는 일반형의 각 항을 따로 읽지 않고 직접 완전제곱을 작성했다.
x²-4x+y²+6y-12=0 → (x-2)²+(y+3)²=25
완전제곱한 결과와 그래프의 중심 좌표, 반지름을 차례로 대조한 뒤 후보의 위치가 실제 원의 조건을 모두 만족하는지 확인하도록 훈련했다.
식의 모양이 바뀌어도 중심에서 거리를 되짚은 확인
새 문항에서는 이전 식을 그대로 따라 쓰지 않고 x²+y²+8x-2y-8=0을 직접 정리했다. 학생은 이를 (x+4)²+(y-1)²=25로 바꾸어 중심을 (-4, 1), 반지름을 5로 정했다. 이어 제시된 점을 중심과 비교해 거리의 제곱이 25인지 계산하고, 조건을 만족하지 않는 후보를 제외했다.
마지막에는 답을 역순으로 설명했다. 먼저 선택한 원의 중심과 반지름을 말한 뒤 그 값에서 (x+4)²+(y-1)²=25가 만들어지고, 이를 전개하면 처음의 일반형이 된다고 설명했다. 전개 결과가 x²+y²+8x-2y-8=0으로 돌아오는지 확인하면서, 그래프의 위치 판단이 완전제곱 과정과 분리된 추측이 아니었는지도 검증했다.