복대동 흥덕고등학교 수학과외







계산보다 먼저 쓴 한 문장이 풀이를 흔든 이유
흥덕고등학교 학생은 서술형 확률 문제에서 식을 쓰기 전에 ‘독립과 배반을 구분해야 하는 이유’를 먼저 적었다. 하지만 설명에서는 두 사건이 서로 영향을 주지 않는다는 독립의 뜻과, 동시에 일어날 수 없다는 배반의 뜻이 뒤섞였다. 이어진 계산에서는 앞서 확인한 결과와 현재 조건을 연결하면서 기준을 바꾸어 적용했다.
예를 들어 주사위에서 사건 A를 ‘짝수가 나오는 경우’, 사건 B를 ‘4보다 큰 수가 나오는 경우’라고 하면 두 사건의 교집합은 4와 6이다. 따라서 두 사건은 배반이 아니며, 독립인지 판단하려면 교집합의 확률과 두 확률의 곱을 비교해야 한다. 반대로 A를 ‘홀수가 나오는 경우’, B를 ‘짝수가 나오는 경우’로 정하면 교집합이 없으므로 배반이지만, 두 사건의 확률이 모두 0이 아니어서 독립은 아니다.
교집합을 확인하지 않고 판단 기준을 바꾼 순간
학생은 처음에는 독립과 배반을 나누어 설명하려고 했지만, 실제 식을 전개할 때는 ‘함께 일어날 수 없는가’와 ‘한 사건의 발생이 다른 사건에 영향을 주지 않는가’를 같은 기준처럼 사용했다. 문제에서 얻은 결과 자체가 틀린 것이 아니라, 그 결과가 어떤 성질을 뒷받침하는지 확인하지 않은 채 다음 조건에 맞춰 해석한 것이 오류의 시작이었다.
교정할 때는 각 계산식 위에 사용한 성질을 먼저 적게 했다. 예를 들어 배반이면 교집합의 확률은 0, 독립이면 \(P(A\cap B)=P(A)P(B)\)처럼 성질과 성립 이유를 짧게 표시한 뒤 식을 쓰도록 했다. 이렇게 하자 설명 문장과 계산 근거가 같은 조건을 가리키기 시작했다.
조건을 바꾼 문항에서 관계식을 새로 세우다
다음에는 한 조건만 유지하고 사건의 표현과 수치를 모두 바꾼 문제를 제시했다. 학생은 카드에서 사건 A를 ‘하트가 나오는 경우’, 사건 B를 ‘에이스가 나오는 경우’로 정하고, 두 사건이 동시에 일어날 수 있으므로 배반이 아니라고 판단했다. 이어 \(P(A\cap B)\)와 \(P(A)P(B)\)를 따로 구해 두 값이 같은지 비교하며 독립 여부를 직접 결정했다. 이전 풀이의 식을 옮기지 않고 새로운 사건 관계에 맞는 식을 구성한 점이 핵심이었다.
배반은 교집합이 없는 관계이고, 독립은 교집합의 확률이 두 사건 확률의 곱과 같은 관계이다.
마지막에는 답만 고치는 대신 자신의 풀이에서 판단이 처음 어긋난 줄을 표시하게 했다. 학생은 계산 결과가 아니라 ‘배반인지 확인한 뒤 독립의 기준을 적용한 순간’에 기준을 바꿨다고 특정했다. 이 검증을 통해 두 개념을 단순 암기한 것이 아니라, 주어진 사건의 관계에 따라 어느 성질을 사용할지 스스로 판별할 수 있는지 확인했다.
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