StudyWay

당인동고3수학과외

과외 학습 안내 이미지 1과외 학습 안내 이미지 2과외 학습 안내 이미지 3과외 학습 안내 이미지 4과외 학습 안내 이미지 5과외 학습 안내 이미지 6과외 학습 안내 이미지 7

당인동 생활 리듬에 맞춘 역함수 미분 점검

당인동에서 통학하는 학생은 학교와 주거지의 거리에 따라 풀이 시간이 달라질 수 있다. 이번에는 계산을 서두르기보다 원함수의 입력과 역함수의 입력이 어떻게 바뀌는지 확인했다. 마포구 통학권의 상암고등학교, 서울여자고등학교, 광성고등학교 등 어느 학교 학생에게도 적용할 수 있는 고3 수준의 사례다.

범위를 먼저 고정한 함수

함수를

f(x)=((x+1)3)/(x+2),   x≥0

으로 두고, 역함수를 f−1이라 하자. 범위를 x≥0으로 제한해야 그래프의 한 부분에서 함수가 일대일 대응이 된다. x=1일 때

f(1)=8/3

이다. 따라서 역함수에서는 입력값이 8/3이고, 다음 관계를 사용한다.

(f−1)′(f(x))=1/f′(x)

학생의 오답과 수정

학생의 오답: (f−1)′(1)=1/f′(1)=9/28

이 식은 틀렸다. 원함수에서 x=1일 때의 출력은 8/3이므로 역함수의 입력은 1이 아니라 8/3이다. 학생은 계산 흔적 옆에 원함수 도함수를 대입했지만, 두 함수의 입력과 출력이 뒤바뀐다는 조건을 확인하지 않았다.

먼저 틀린 줄에 표시를 하고, 범위와 대응 관계를 적었다.

x=1 → f(x)=8/3 → f−1(8/3)=1

이제 곱·몫 구조를 유지해 미분하면

f′(x)=((x+1)2(2x+5))/(x+2)2

이므로

f′(1)=28/9

이다. 따라서 정확한 결과는

(f−1)′(8/3)=1/(28/9)=9/28

이다. 역함수 그래프는 원함수 그래프를 y=x에 대칭시킨 것이므로, 점 (1, 8/3)이 (8/3, 1)로 옮겨지는지 그래프로 확인했다. 접선 기울기도 28/9와 9/28의 역수 관계가 되어 계산과 일치한다.

조건을 바꾼 독립 검증

이번에는 함수와 숫자를 바꾸어

g(x)=((x+2)3)/(2x+3),   x≥0

으로 검증했다. x=1에서 g(1)=27/5이고,

g′(x)=((x+2)2(4x+5))/(2x+3)2

이므로 g′(1)=81/25이다. 따라서

(g−1)′(27/5)=25/81

로 판단했다. 한 단계 더 나아가

g″(1)=126/125

도 계산하고, 역함수의 두 번째 미분 관계

(g−1)″(g(x))=−g″(x)/(g′(x))3

에 대입했다. 입력값을 1로 착각하지 않고 g(1)=27/5로 바꾸는 과정을 다시 재현하면서, 함수식이 달라져도 원함수의 출력이 역함수의 입력이 된다는 원칙을 확인했다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

당인동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 숙제를 미루는 시간이 조금씩 줄었습니다. 컨디션이 좋지 않은 시험기간에는 문제 수를 조절하고 핵심만 짚어 주셔서, 풀이를 지우지 않고 틀린 이유를 다시 살피는 모습이 보였습니다. 모르는 부분을 선생님께 다시 설명해 달라고 말하는 것도 한결 편해졌습니다.

★★★★☆

질문이 편해진 수업

시험 다음 날 저녁, 예전 같으면 정답만 확인하고 덮었을 아이가 식사 후 틀린 문제를 다시 펼쳐 보며 질문할 내용을 적고 있었습니다. 당인동에서 수학과외를 시작한 뒤 선생님이 조급해하는 마음을 살피며 어려운 부분은 진도를 멈추고 차분히 다시 설명해 주신 덕분입니다. 숙제를 대하는 태도부터 달라진 모습이 가장 반가웠습니다.

★★★★★

먼저 묻게 된 변화

학교에서 돌아오면 가방부터 내려놓고 수학 숙제는 한참 미루던 제가, 요즘은 수업에서 헷갈렸던 부분을 질문으로 적어 둡니다. 당인동에서 수업을 시작한 뒤 선생님은 제 반응을 보며 같은 내용도 쉽게 다시 설명하고, 무리하게 진도를 나가지 않아 시험 직전 주말에도 숙제를 먼저 시작하게 됐습니다.

★★★★★

모르는 걸 말하는 힘

당인동에서 수학과외를 시작한 뒤 방학 첫 주 공부 계획을 세우는 모습을 지켜보니, 아이가 모르는 문제를 예전처럼 얼버무리지 않고 솔직히 보여 주기 시작했습니다. 선생님은 틀린 문제를 다시 살피게 하면서도 숙제와 복습량이 부담스럽지 않은지 부모에게 먼저 물어보고, 무리하게 진도를 앞서가지 않았습니다. 시험기간에는 맞힌 문제의 풀이도 괜찮았는지 확인하는 모습이 보여 성적보다 반가운 변화였습니다.

★★★★★

질문이 편해진 수업

당인동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 모르는 문제를 혼자 붙잡기보다 답지를 먼저 보는 편이었습니다. 선생님은 늦은 시간까지 과제가 남은 날에도 할 수 있는 양으로 나누고, 처음 질문을 꺼내기 편하게 기다려 주셨습니다. 몇 차례 지나자 숙제가 밀려도 손을 놓지 않고 쉬운 문제부터 다시 시작하는 모습이 보였습니다.

★★★★★