지족동 대전반석고등학교 수학과외







합의 지표를 바꾸면서 끝번호를 놓친 풀이
대전반석고등학교 학생은 지족동에서 수업을 시작하며, 선택지에 제시된 여러 합을 비교하고 있었다. 식의 모양은 달랐지만 지표를 치환한 뒤에도 같은 합을 나타내는지 판단하는 문제였다. 학생은 먼저 요구되는 값을 네모로 표시한 뒤, 원래 지표와 그 값 사이의 관계를 여백에 적어 식을 변형했다.
지표는 바꾸고 범위는 그대로 둔 장면
처음에는 ∑k=26 f(k)에서 k=n+1로 바꾸면서 합의 식만 고치고 시작 번호와 끝 번호는 그대로 두었다. 이후 원래 지표의 첫 값과 끝 값을 새 지표로 각각 바꾸어야 한다는 점을 표시했다. 일반적으로 k=n+c라면 k=2일 때 n=2-c, k=6일 때 n=6-c가 되므로 합의 범위도 함께 이동해야 했다.
선택지 중 하나가 변형된 식의 형태와 비슷해 보이자 학생은 그 후보를 정답으로 골랐다. 그러나 원래 합의 첫 항과 끝 항을 대입해 보지 않아, 실제로는 마지막 항 하나가 빠지는 반례를 확인하지 못했다. 계산 결과가 맞는지보다 식의 겉모양을 먼저 판단한 것이 오류가 시작된 지점이었다.
지표를 바꾸면 합의 항뿐 아니라 시작 번호와 끝 번호도 같은 규칙으로 바뀌어야 한다.
허용되지 않는 끝항을 반례로 확인하기
교정할 때는 잘못 고른 값을 바로 지우지 않고, 그 값이 왜 가능한 범위를 벗어나는지 원조건으로 확인했다. 새 지표의 첫 값과 끝 값을 각각 원래 지표로 되돌리고, 원래 범위에 포함되는지 대조했다. 예를 들어 k=n+1에서 2≤k≤6이면 1≤n≤5가 되어야 한다. n=6을 허용하면 k=7이 되어 원래 합에 없던 항이 생긴다는 반례도 직접 만들었다.
이후 정답 후보를 미리 제시하지 않은 새 문항에서 학생은 먼저 지표 사이의 관계를 적고, 원래 시작값과 끝값을 새 지표로 각각 치환했다. 그다음 변형된 합의 첫 항과 마지막 항을 원래 식과 비교해 계산 순서와 범위를 스스로 확정했다. 식의 형태가 달라져도 범위가 함께 이동해야 한다는 기준을 적용한 것이다.
결론을 원래 조건으로 되돌려 검증하다
마지막에는 선택지 없이 얻은 결론을 다시 원래 지표로 역변환했다. 시작값과 끝값이 모두 원래 허용 범위로 돌아오고, 중간 항도 빠지거나 추가되지 않는지 확인했다. 특히 끝번호 하나를 바꾸어 보았을 때 원래 합에 없던 항이 나타나는 반례를 제시하면서, 해당 선택지가 허용되지 않는 이유를 계산이 아니라 원조건으로 설명했다.