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화양동고3수학과외

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정의역을 먼저 확인하는 로그함수 미분 연습

화양동의 건국대학교사범대학부속고등학교를 포함해 광진구의 고3 학생들은 학교별 내신 일정과 주간 학습 시간이 서로 다를 수 있다. 이 학생은 수업 중 풀이를 시작할 때 교사의 질문을 기다린 뒤 같은 계산을 반복하는 경향이 있어, 미분 공식보다 먼저 함수의 조건을 기록하는 연습을 진행했다.

최초 오류는 공식 선택 전의 정의역 누락

문제는 함수 \(f(x)=\ln x\)의 도함수를 구하고 \(x=-2\)에서의 값을 판단하라는 것이었다. 학생은 다음과 같이 풀이했다.

\(f(x)=\ln x\)

\(f'(x)=\dfrac{1}{x}\)

\(f'(-2)=-\dfrac{1}{2}\)

오답은 \(f'(x)=1/x\)라는 공식 자체가 아니라, \(\ln x\)의 정의역이 \(x>0\)이라는 조건을 확인하지 않고 \(x=-2\)를 대입한 것이다. 따라서 \(f(-2)\)가 실수 범위에서 정의되지 않으며, \(f'(-2)\)도 존재하지 않는다. \(x\le 0\)에서 \(\ln x\)의 미분식을 그대로 사용하는 것은 잘못이다.

계수와 합성함수 조건까지 분리해 기록하기

학생은 틀린 줄 왼쪽에 “정의역 확인 누락”이라고 표시했다. 그다음 문자 메모로 안쪽 식 \(u=x\), 조건 \(u>0\)을 적고, 공식 선택과 대입을 분리했다.

  • \(u=x\)이므로 \(u>0\), 즉 \(x>0\)
  • \(\dfrac{d}{dx}\ln u=\dfrac{u'}{u}\)
  • \(u'=1\)이므로 \(f'(x)=\dfrac{1}{x}\), 단 \(x>0\)

경계값도 직접 확인했다. \(x=0\)에서는 \(\ln 0\)이 정의되지 않고, \(x=-2\)에서도 실수 로그값이 없으므로 두 값 모두 대입할 수 없다. 반대로 \(x=3\)을 넣으면 \(f'(3)=1/3\)이고, 이는 \(x>0\) 조건과 일치한다.

새로운 안쪽 식으로 독립 검증

같은 개념을 반복하지 않기 위해 다음 문제를 풀었다.

\(g(x)=\ln(2x-3)\)의 정의역과 \(g'(4)\)를 구하여라.

안쪽 식을 \(u=2x-3\)으로 두면 로그의 조건은 \(u>0\)이다.

\[ 2x-3>0 \Rightarrow x>\frac{3}{2} \]

따라서

\[ g'(x)=\frac{u'}{u}=\frac{2}{2x-3}\quad\left(x>\frac{3}{2}\right) \]

검산하면

\[ g'(4)=\frac{2}{8-3}=\frac{2}{5} \]

경계 \(x=\frac{3}{2}\)에서는 로그의 안쪽이 \(0\)이므로 허용되지 않는다. 이처럼 학생은 미분계수 계산 전에 안쪽 식의 부호와 정의역을 먼저 적어, 공식 적용이 가능한 범위를 확인하는 방식으로 풀이를 수정했다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

화양동에서 수학 과외를 시작한 뒤 주말마다 아이가 공부할 분량을 스스로 확인하고 책상에 앉는 모습이 보였습니다. 예전에는 막히면 답지부터 펼쳤지만, 선생님이 정답보다 풀이 과정을 먼저 말해 보게 하고 그날 할 일과 다음에 볼 내용을 나눠 주셔서 이제는 모르는 부분을 질문하려는 태도도 조금씩 생겼습니다.

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숙제를 챙기는 습관

처음에는 숙제에서 막힌 문제를 그냥 넘기곤 했는데, 선생님은 틀린 부분을 바로 지적하기보다 생각이 달라진 지점을 함께 찾아주셨습니다. 화양동에서 수업을 시작한 뒤 아이가 스스로 다시 풀어보는 시간이 생겼고, 요즘은 궁금한 점을 먼저 이야기해 작은 변화가 반갑습니다.

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먼저 묻게 된 변화

주말에 공부 계획이 밀리면 문제집을 펼치기도 싫었는데, 화양동에서 과외를 시작한 뒤에는 늦게 끝난 날에도 선생님이 제 상태를 살피며 수업량을 조절해 주셨습니다. 막히는 문제를 억지로 넘기지 않고 다음 시간까지 할 일을 짧게 나눠 알려 주셔서 질문도 편하게 할 수 있었습니다. 이제는 계획이 틀어져도 다시 정리해 이어가는 일이 전보다 자연스러워졌습니다.

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모르는 걸 말하는 힘

화양동에서 첫 과외를 시작한 날, 아이가 낯을 가리며 모르는 문제도 조용히 넘기던 모습이 기억에 남습니다. 선생님은 답을 서두르지 않고 어디까지 이해했는지 편하게 물어보며 기다려 주셨고, 수업 뒤 아이가 먼저 질문했다는 말에 마음이 놓였습니다. 성적보다 먼저 질문하는 태도가 달라진 점이 반가웠습니다.

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질문이 편해진 수업

화양동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 모르는 문제를 만나도 예전처럼 혼자 붙잡고 숙제부터 끝내려 하지 않게 됐습니다. 선생님은 막힌 부분을 먼저 듣고 그날 꼭 할 일과 다음에 다시 볼 내용을 나눠 주셔서, 아이도 수업 후 복습할 문제를 스스로 확인합니다. 아직 꾸준히 지켜보는 중이지만 질문할 때 부담이 줄고 수학을 대하는 표정도 한결 편안해졌습니다.

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