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신갈동고2수학과외

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신갈동고2수학과외: 한쪽 극한만으로 매개변수를 정할 수 없는 이유

신갈동에서 기흥고등학교를 오가는 동안 학교 프린트의 풀이를 점검하다 보면, 구간별 함수 문제에서 계산은 남아 있지만 x가 어느 방향에서 접근하는지 표시되지 않은 답안을 발견할 수 있다. 특히 매개변수와 극한의 존재를 함께 묻는 문제에서는 이 작은 생략이 답 전체를 바꾼다.

극한의 존재는 좌극한과 우극한의 일치로 판단한다

다음 함수가 x=2에서 극한을 갖도록 하는 실수 a를 구해 보자.

f(x) = { ax-1  (x<2)
{ x²+1  (x≥2)

학생의 풀이에는 다음과 같은 식이 적혀 있었다.

x→2⁻에서 f(x)=ax-1이므로 2a-1=0, 따라서 a=1/2.

하지만 이 식은 극한이 0이라는 조건을 임의로 넣은 것이며, 극한의 존재 조건이 아니다. 또한 x가 2의 왼쪽에서 접근하는 경우만 계산했기 때문에 오른쪽에서의 값과 비교하지 않았다.

x=2에서 양쪽 접근을 분리해 계산하기

왼쪽에서는

limx→2⁻ f(x)=limx→2⁻(ax-1)=2a-1

오른쪽에서는

limx→2⁺ f(x)=limx→2⁺(x²+1)=5

양쪽 극한이 모두 존재하고 서로 같아야 전체 극한이 존재하므로

2a-1=5

2a=6,   a=3

따라서 극한값은 5이다. 함수가 x=2에서 어떤 값을 갖는지는 이 문제의 극한 존재 자체에는 영향을 주지 않지만, 좌극한과 우극한을 따로 계산하는 과정은 반드시 필요하다.

오류가 시작된 줄부터 접근 방향을 다시 세우기

풀이를 처음부터 베껴 쓰기보다, 학생이 2a-1=0이라고 적은 줄에서 멈춘다. 그 줄 옆에 다음 세 문장을 직접 덧붙인다.

  1. x→2⁻인지 x→2⁺인지 표시한다.
  2. 반대쪽 구간의 극한을 별도로 계산한다.
  3. 극한의 존재 조건은 좌극한=우극한임을 식으로 연결한다.

이 문제에서는

좌극한: 2a-1, 오른쪽 극한: 5, 따라서 2a-1=5

라는 연결만 남겨도 잘못된 출발을 바로 수정할 수 있다.

기호와 구간을 바꾼 확인 문제

문자를 바꾼 다음 문제에서 같은 판단이 유지되는지 확인한다.

g(t) = { bt+4  (t<3)
{ 2t²-5  (t≥3)

t=3에서 극한이 존재하려면 접근 방향을 먼저 표시해야 한다.

limt→3⁻g(t)=3b+4

limt→3⁺g(t)=2·3²-5=13

따라서

3b+4=13,   3b=9,   b=3

새 문항에서도 한쪽 식만으로 매개변수를 정하지 않고, 연결점의 왼쪽과 오른쪽을 모두 계산한 뒤 일치 조건을 세웠다면 접근 방향을 제대로 적용한 것이다.

신갈역 생활권에서 이동 시간이 일정하지 않은 날에도 풀이를 짧게 점검하려면, 구간별 함수의 연결점 옆에 왼쪽 접근 → 오른쪽 접근 → 두 값 비교를 먼저 적는 습관이 효과적이다.

수업에서 달라진 모습

시험 전에 생긴 여유

신갈동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 시험 때마다 갑자기 공부량을 늘리던 습관이 조금씩 달라졌습니다. 컨디션이 좋지 않은 날에는 문제 수를 줄이고 핵심만 짚어 주셔서 부담이 덜했고, 제가 직접 푼 흔적을 함께 살펴보며 다시 설명해 달라는 말도 편하게 할 수 있게 됐습니다.

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질문이 편해진 수업

신갈동에서 과외를 시작한 뒤에도 아이는 설명을 들을 때는 고개를 끄덕이다가 혼자 숙제를 하면 막혀 한꺼번에 몰아서 하곤 했습니다. 학교 행사로 공부 시간이 줄어든 날에도 선생님은 수업 끝에 복습할 내용을 몇 가지로만 정리해 주셨고, 정해 둔 시간에 시작했는지 살피며 질문을 편하게 받아주셨습니다. 요즘은 한 문제에 막혀도 수학 전체를 포기하지 않고 먼저 물어보려는 모습이 보여 성적보다 반가웠습니다.

★★★★★

먼저 묻게 된 변화

시험이 끝난 주말, 아이가 틀린 문제를 그냥 넘기지 않고 풀이를 다시 적어보는 모습에 과외를 시작하길 잘했다는 생각이 들었습니다. 신갈동에서 수업을 받으며 선생님은 맞힌 문제도 우연인지 설명하게 하고, 막히면 재촉하지 않아 질문하기 편한 분위기를 만들어주셨습니다. 예전처럼 시험기간마다 새 문제만 찾기보다 틀린 이유를 먼저 생각하려는 태도가 생긴 점이 가장 반가웠습니다.

★★★★★

스스로 확인한 숙제

신갈동에서 수학 과외를 시작한 뒤에도 아이는 책상에 앉기까지 한참 걸렸지만, 수업이 끝나면 배운 내용을 스스로 다시 확인하는 모습이 보였습니다. 시험 전 마지막 주말에는 숙제가 많다고 먼저 말했고, 선생님은 이유를 들어 본 뒤 부담 없는 양으로 조절해 주셔서 끝까지 차분히 해냈습니다.

★★★★★

틀린 문제를 다시 보는 법

신갈동에서 수학 과외를 받으며 아이가 오답을 따로 모아 다시 살펴보는 모습을 보게 됐습니다. 수행평가와 시험 준비가 겹친 주에도 선생님은 수업 끝에 다시 볼 내용만 간단히 정리해 주고, 혼자 생각할 시간은 남겨 주셨습니다. 예전처럼 한 문제에 막혀 전체를 포기하기보다 틀린 문제를 피하지 않는 태도가 보여 부모로서 반가웠습니다.

★★★★★