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별양동고1수학과외

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별양동고1수학과외: 행렬의 크기와 곱셈 가능 여부 정확히 읽기

과천고등학교 학교 프린트와 교과서 문제를 함께 다루다 보면 행렬 계산보다 먼저 확인해야 할 정보가 있다. 바로 각 행렬의 행 수와 열 수다. 별양동고1수학과외에서는 계산을 시작하기 전 행렬의 크기를 표시하는 습관을 통해 행과 열을 뒤바꾸어 읽는 오류를 줄인다.

계산 전에 붙여야 하는 크기 표시

행렬의 크기는 행의 개수 × 열의 개수로 나타낸다. 예를 들어

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

는 가로로 3개의 성분이 있는 행이 2개이므로 A의 크기는 2×3이다. 반면

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

는 행이 3개이고 각 행에 성분이 2개이므로 B의 크기는 3×2이다. 행렬을 세로로 읽은 개수를 먼저 세어 열의 수로 착각하거나, 열의 개수를 행의 수로 적으면 곱셈 가능 여부부터 잘못 판단하게 된다.

두 행렬의 모양을 바꾸어 읽은 실제 오답

한 풀이에서는 A를 3×2, B를 2×3이라고 적은 뒤 “A의 열 2개와 B의 행 2개가 같으므로 AB가 가능하다”고 판단했다. 이는 학생이 행렬의 크기를 먼저 기록하지 않고 곧바로 연산을 시작하면서 생긴 오류다. 실제로는 A가 2×3, B가 3×2이므로 AB는 가능하고 결과는 2×2 행렬이다.

곱셈에서 확인할 것은 왼쪽 행렬의 열 수와 오른쪽 행렬의 행 수다. 일반적으로 A가 m×n, B가 n×p이면 AB가 가능하며 결과의 크기는 m×p이다. 따라서 이 문제에서는

(2×3)(3×2) → 2×2

라고 판단한다. 반대로 BA는 (3×2)(2×3)이므로 가능하지만 결과는 3×3이다. 두 곱 모두 가능하더라도 결과 행렬의 크기는 서로 다르다.

오답표에 빠진 판단을 풀이 안으로 옮기기

수정할 때는 문제 옆 여백에 다음처럼 적는다.

  • A: 2×3
  • B: 3×2
  • AB: 안쪽 차원 3과 3이 같으므로 가능, 결과는 2×2
  • BA: 안쪽 차원 2와 2가 같으므로 가능, 결과는 3×3

그 뒤 실제 계산을 진행한다. 예를 들어 AB의 왼쪽 위 성분은 A의 첫째 행과 B의 첫째 열을 곱해 더하므로

1×2 + 2×0 + 0×5 = 2

이다. 계산 결과가 2×2 형태로 나오는지도 마지막에 확인한다. 크기 표시 없이 숫자 계산만 맞힌 경우에는 행과 열을 정확히 읽었다고 판단하지 않는다.

짧은 학습시간에도 먼저 남길 한 줄

별양동에서 과천고등학교 학생의 주간 일정이 학교별 내신 준비와 겹칠 때는 긴 풀이보다 문제마다 크기 표시를 남기는 훈련이 효율적이다. 특히 행렬 곱셈 한 문제를 풀 때마다 계산 전에 “왼쪽 열 수 = 오른쪽 행 수인가?”를 적게 하면, 오답표에서 누락된 판단 단계를 눈에 보이게 복원할 수 있다.

숫자가 바뀐 문제에서 판단이 유지되는지 확인

다음 문제에서는

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

를 제시하고 바로 계산하지 않게 한다. C는 3×2, D는 2×3이므로 CD는 가능하고 결과는 3×3이다. 학생이 숫자에 의존하지 않고 행과 열을 직접 세어 이 판단을 설명하는지 확인한다.

또한 DC도 2×3과 3×2의 곱이므로 가능하며 결과는 2×2이다. 표현이 AB에서 CD로 바뀌어도 “왼쪽의 열 수와 오른쪽의 행 수를 비교하고, 바깥쪽 수로 결과 크기를 정한다”는 같은 개념으로 묶어 설명한다면, 행렬의 모양을 독립적으로 읽고 있는 것으로 기록한다.

수업에서 달라진 모습

시험 전에 생긴 여유

별양동에서 수학 과외를 시작할 때 아이는 어려운 단원을 앞두고도 문제를 많이 풀어야 안심하는 편이었고, 시험기간에는 문제를 급하게 읽어 같은 실수를 반복했습니다. 선생님은 그런 날 문제 수를 줄이고 실수한 이유와 복습할 부분을 먼저 정리하며, 설명 속도보다 아이가 제대로 이해했는지를 살펴주셨습니다. 복습을 미루더라도 다음 날 다시 이어가는 일이 늘어 공부를 대하는 마음이 한결 편해진 듯했습니다.

★★★★★

공부 순서가 보이기 시작했어요

주말에 공부 계획이 밀리면 예전에는 수학 문제를 펼치기도 전에 부담부터 느꼈는데, 별양동에서 과외를 시작한 뒤에는 생각이 조금 달라졌습니다. 학원 일정으로 늦게 끝난 날에도 선생님께 편하게 이야기하면 해야 할 일을 짧게 나눠 주셔서, 복습과 다음 진도를 무리 없이 이어 갈 수 있었습니다. 이제는 계획이 틀어져도 다시 조정해 시작하는 일이 자연스러워졌습니다.

★★★★★

오답에서 찾은 변화

별양동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 저녁 식사가 늦어지면 계획한 공부량을 다 못 할까 봐 아이가 먼저 조급해하곤 했습니다. 선생님은 어려운 문제에 오래 매달릴 때도 재촉하지 않고, 힘들어하는 부분은 진도를 멈춰 다시 설명하며 이해했는지 확인해 주셨습니다. 시험 다음 날 틀린 문제를 다시 풀어보며 설명을 듣고 재도전하는 모습을 보니, 공부를 대하는 마음이 한결 편해졌습니다.

★★★★★

스스로 확인한 숙제

주말마다 공부할 양을 정해도 조금만 막히면 금세 지치고, 아는 문제도 답이 맞는지 여러 번 확인하던 아이였습니다. 별양동에서 과외를 시작한 뒤 선생님은 숙제를 점검하며 정답보다 풀이 과정을 먼저 말하게 하고, 막힌 부분은 서두르지 않고 함께 짚어 주셨습니다. 이제는 스스로 할 분량을 확인하고 공부를 시작하는 날이 늘어 성적보다 먼저 태도가 달라진 점이 가장 반갑습니다.

★★★★★

질문이 편해진 수업

별양동에서 과외를 시작한 뒤 아이가 평일에 집에 오면 선생님께 먼저 오늘 막힌 부분을 이야기하는 모습이 생겼습니다. 숙제는 무리하지 않도록 할 수 있는 양으로 나누고, 수업에서는 속도보다 이해했는지를 살펴주셔서 질문도 편하게 하더군요. 숙제가 밀려도 포기하지 않고 쉬운 것부터 다시 시작하는 태도가 보여 부모로서 안심했습니다.

★★★★☆