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태전동고1수학과외

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태전동고1수학과외 행렬 곱의 결과 크기부터 판단하기

태전고등학교 수업과 통학, 과제가 겹치는 시기에는 행렬 계산을 빠르게 끝내려는 과정에서 곱셈의 구조를 놓치기 쉽다. 특히 태전동에서 귀가 후 짧은 시간에 학교 프린트를 정리할 때는 계산에 들어가기 전에 결과 행렬의 크기를 먼저 예상하는 습관이 필요하다.

계산 전에 정해지는 결과의 모양

행렬 곱 Am×nBn×p가 가능하려면 앞 행렬의 열 수와 뒤 행렬의 행 수가 같아야 한다. 곱의 결과는 m×p 행렬이 된다. 가운데의 n은 곱셈 가능 여부를 결정하고, 바깥쪽의 m과 p가 결과의 행과 열을 결정한다.

예를 들어

A = [[1, -2, 0], [3, 4, 5]], B = [[2, 1], [-1, 3], [4, 0]]

에서 A는 2×3, B는 3×2 행렬이다. 따라서 AB는 계산 전부터 2×2 행렬이어야 한다.

같은 위치끼리 곱하면 결과 크기부터 어긋난다

실제 풀이에서 학생은 A와 B의 같은 위치 원소를 곱해

[[1×2, (-2)×3, 0×4], [3×1, 4×(-1), 5×0]]

처럼 적었다. 이는 행렬 곱의 계산이 아니라 대응하는 위치 원소의 곱에 가깝고, 결과도 2×3 형태라서 앞에서 예상한 2×2와 맞지 않는다.

행렬 곱에서는 A의 한 행과 B의 한 열을 연결한다. 따라서 AB의 첫 번째 원소는 A의 첫째 행과 B의 첫째 열의 내적이다.

  • (1, 1): 1×2 + (-2)×(-1) + 0×4 = 4
  • (1, 2): 1×1 + (-2)×3 + 0×0 = -5
  • (2, 1): 3×2 + 4×(-1) + 5×4 = 22
  • (2, 2): 3×1 + 4×3 + 5×0 = 15

그러므로

AB = [[4, -5], [22, 15]]

이다. 각 칸의 위치를 정할 때는 결과 행 번호를 A의 행에서, 결과 열 번호를 B의 열에서 가져온다.

답안에 남겨야 하는 판단

계산 첫 줄에 2×3 · 3×2 → 2×2라고 적으면 결과의 모양을 미리 고정할 수 있다. 그다음 결과의 네 칸을 각각 “A의 행 × B의 열”로 계산한다. 계산을 마친 뒤에는 결과가 실제로 2행 2열인지 세어 보고, 각 칸에 세 항의 곱과 합이 들어갔는지도 확인한다.

이 과정을 통해 현재 상태가 단순히 예제의 숫자를 기억하는 것인지, 행렬의 차원과 내적 구조를 이해한 것인지 구별할 수 있다. 같은 숫자를 다시 계산해 맞히는 것보다 행렬의 배치가 바뀌었을 때도 결과 크기를 먼저 말하는지가 더 분명한 확인 방법이다.

배치가 바뀐 변형에서 확인하기

다음과 같이 조건을 바꾼다.

C = [[2, 0], [-3, 1], [4, 5]], D = [[1, -2, 3], [0, 4, -1]]

C는 3×2, D는 2×3이므로 CD의 크기는 3×3이다. 첫 번째 행은 C의 첫째 행 [2, 0]과 D의 각 열을 연결한다.

  • 첫째 행 첫째 열: 2×1 + 0×0 = 2
  • 첫째 행 둘째 열: 2×(-2) + 0×4 = -4
  • 첫째 행 셋째 열: 2×3 + 0×(-1) = 6

이처럼 숫자와 행렬의 배치가 달라져도 먼저 3×2 · 2×3 → 3×3을 적고, 각 결과 칸에서 마주 보는 행과 열을 추적해야 한다. 풀이 뒤에는 교사의 질문 없이 결과 크기를 예상했는지, 그리고 어디서 막혔는지를 한 문장으로 적게 한다. 예를 들어 “결과 열을 정할 때 뒤 행렬의 열을 찾는 과정에서 막혔다”처럼 작성하면 계산 오류가 발생한 위치가 분명해진다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

태전동에서 수학 과외를 시작한 뒤 저녁 숙제를 대하는 마음이 조금 편해졌습니다. 예전에는 틀리는 게 싫어 답지를 먼저 보곤 했는데, 선생님은 수업 전 준비한 문제를 보며 모르는 부분도 괜찮다고 천천히 질문해 주셨습니다. 이제는 수업 전에 막힌 문제를 표시해 두고, 눈치 보지 않고 먼저 물어보게 됐습니다.

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질문이 편해진 수업

시험 일주일 전 평일 저녁에도 아이가 예전처럼 수학 공부를 미루지 않고 책상에 앉는 모습이 인상적이었습니다. 태전동에서 수업을 시작한 뒤 선생님은 진도보다 이해를 먼저 살피고, 아이가 질문을 망설이면 중간중간 자연스럽게 물어봐 주셨습니다. 답을 여러 번 확인하던 습관도 조금씩 줄고 시험기간에도 평소 공부 흐름을 편안하게 이어가고 있습니다.

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먼저 묻게 된 변화

태전동에서 수학 과외를 시작했을 때는 숙제를 끝내는 데만 신경 쓰고 풀이를 설명하는 건 어려워했습니다. 선생님은 진도를 잠시 멈추고 기초 문제로 돌아가 실수한 이유를 함께 정리해 주셨고, 질문도 편하게 받아주셨습니다. 복습을 미루더라도 다음 날 다시 이어서 공부하는 모습이 생기며 수학을 대하는 자신감도 조금씩 달라졌습니다.

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모르는 걸 말하는 힘

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질문이 편해진 수업

처음에는 저녁만 되면 책상에 앉기 싫었고, 어려운 문제는 손도 대기 전에 부담스러웠습니다. 태전동에서 시작한 과외에서 선생님은 사소한 질문도 왜 그렇게 생각했는지 먼저 들어 주셨고, 시험 전 마지막 주말에도 제 속도에 맞춰 함께 정리해 주셨습니다. 이제는 숙제가 많으면 먼저 말하고, 막히는 문제도 끝까지 해볼 용기가 생겼습니다.

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