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암사동고3수학과외

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암사동 고3 수학과외에서 부분합으로 등비급수 오답 찾기

암사동의 선사고등학교를 중심으로 공부하는 고3 학생은 학교별 시험 범위와 수행평가 일정, 평일 귀가 시간을 함께 고려해 오답을 다시 볼 시간을 정해야 한다. 같은 강동구의 한영고등학교·광문고등학교·동북고등학교·성덕고등학교는 참고 생활권으로만 구분하고, 암사동 소재 학교로 단정하지 않는다.

공식보다 먼저 확인할 조건

학생은 다음 급수의 합을 구하며 공식을 바로 적용했다.

3-6+12-24+\cdots

첫째항은 \(a=3\), 공비는 \(r=-2\)이므로 학생은

\[ S=\frac{a}{1-r}=\frac{3}{1-(-2)}=1 \]

이라고 적었다. 이 답은 오답이다. 등비급수의 무한합 공식은 반드시 \(|r|<1\)일 때만 사용할 수 있는데, 여기서는 \(|r|=2>1\)이다.

부분합을 직접 계산하면

\[ S_n=3\frac{1-(-2)^n}{1-(-2)}=1-(-2)^n \]

이고, \(n=1,2,3,4\)일 때 부분합은 각각 \(3,-3,9,-15\)이다. 부분합이 일정한 값으로 가까워지지 않으므로 이 급수는 수렴하지 않는다.

학생의 첫 오류를 한 줄만 고치기

학생은 해설의 정답 표시만 다시 보지 않고, 자신의 풀이와 해설을 좌우에 나란히 적었다.

  • 학생의 식: \(S=\dfrac{3}{1-(-2)}=1\)
  • 확인할 조건: \(|r|<1\)인가?
  • 실제 조건: \(|-2|=2>1\)
  • 수정된 결론: 무한등비급수의 합 공식 적용 불가, 발산

따라서 처음 틀린 부분은 분모 계산이 아니라 공비의 절댓값을 확인하지 않고 무한합 공식을 사용한 단계다. 이후에는 \(S_n=1-(-2)^n\)에 \(n=2,3\)을 대입해 부분합이 달라지는지 검산하고, \(n\)이 커질수록 \((-2)^n\)의 크기가 커진다는 점도 확인한다.

조건을 바꾼 독립 검증

같은 개념을 반복하지 않기 위해 첫째항과 공비를 바꾸어 다음 문제를 확인한다.

6-2+ \frac{2}{3}-\frac{2}{9}+\cdots

이번에는 \(a=6\), \(r=-\frac13\)이므로 \(|r|=\frac13<1\)이다. 따라서

\[ S=\frac{6}{1-\left(-\frac13\right)} =\frac{6}{\frac43} =\frac92 \]

부분합 공식으로도

\[ S_n=6\frac{1-\left(-\frac13\right)^n}{1+\frac13} =\frac92\left(1-\left(-\frac13\right)^n\right) \]

이며 \(\left(-\frac13\right)^n\to0\)이므로 \(S_n\to\frac92\)이다. 숫자와 공비가 달라져도 먼저 \(|r|<1\)을 확인한 뒤 부분합의 극한을 판단해야 한다.

수업에서 달라진 모습

스스로 확인한 숙제

암사동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 숙제를 미루는 시간이 조금씩 줄었습니다. 컨디션이 좋지 않은 날에는 선생님이 문제 수를 조절하고 핵심만 짚어 주셔서, 답지를 덮고 혼자 다시 풀어보는 모습도 보였습니다. 틀린 문제를 피하지 않고 설명을 다시 부탁하는 것도 전보다 편해져 부모로서 반가웠습니다.

★★★★☆

숙제를 챙기는 습관

암사동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 숙제를 무조건 끝내는 데만 매달리던 모습이 조금씩 달라졌습니다. 학교 행사로 공부 시간이 줄어든 날에도 선생님은 아이와 편하게 이야기하며 다음 수업 전 할 일을 짧게 나누고, 무리하지 않도록 일정을 다시 맞춰 주셨습니다. 복습 시간을 따로 정해 두니 시험기간에 계획이 밀려도 당황하지 않고 다시 이어 가는 모습이 보여 성적보다 반가웠습니다.

★★★★★

먼저 묻게 된 변화

암사동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 숙제부터 미루지 않고 책상에 앉는 모습이 조금씩 보였습니다. 시험 범위를 절반쯤 공부했을 때는 모르는 문제를 그냥 넘기지 않고 질문할 내용을 적어 두어 의외였습니다. 집중이 흐트러지면 선생님이 설명을 반복하기보다 다른 문제로 바꾸며 이해를 확인해 주셔서, 수학에 대한 부담도 한결 편해진 듯합니다.

★★★★★

모르는 걸 말하는 힘

새 학기를 앞두고 숙제를 하던 중, 틀린 문제를 표시만 해두고 다시 보지 않는 습관을 선생님께 솔직히 이야기했습니다. 암사동에서 수업을 받으며 선생님은 숙제량을 무리하지 않게 조절하고, 모르는 부분을 편하게 말할 수 있도록 대화를 이끌어 주셨습니다. 요즘은 틀린 문제를 한 번 더 풀어보는 일이 자연스러워졌고, 수학을 대하는 부담도 조금 줄었습니다.

★★★★☆

질문이 편해진 수업

예전에는 숙제가 밀려도 수학은 시작하기까지 시간이 오래 걸렸는데, 암사동에서 수업을 받은 뒤에는 집에 오면 먼저 문제집을 펼치는 모습이 보였습니다. 선생님께서 컨디션에 따라 문제 수를 조절하고 핵심만 짚어 주셔서 부담이 줄었고, 답지를 덮은 채 다시 풀어 보며 궁금한 점을 적어 두기도 했습니다. 수업 중 설명을 놓친 부분을 다시 물어보는 일도 한결 편해졌습니다.

★★★★★