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마포구고3수학과외

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마포구 고3수학과외에서 역함수 도함수의 대응점 확인하기

상암고등학교, 서울여자고등학교, 광성고등학교 등 마포구의 학교별 시험 범위와 수행평가 일정, 평일 귀가 시간을 함께 고려해 학습하던 학생은 역함수 미분 문제에서 계산보다 먼저 확인해야 할 조건을 자주 놓쳤다. 답안 여백에는 원함수와 역함수의 대응점을 분리하지 않은 흔적이 반복되었다.

틀린 식이 생긴 이유

(f-1)′(a) = 1/f′(a)

이 식은 일반적으로 틀렸다. 역함수의 도함수는 역함수의 입력값에 대응하는 원함수의 입력점을 찾아 사용해야 한다.

예를 들어 f(2)=5, f′(2)=3이라면 원함수와 역함수의 대응은 다음과 같다.

f(2)=5이므로 f-1(5)=2이고,

(f-1)′(5) = 1/f′(2) = 1/3

따라서 (f-1)′(5)를 구하면서 f′(5)를 사용하거나, 조건 없이 1/f′(a)로 쓰는 것은 원함수의 입력값과 출력값을 뒤바꾼 오답이다.

풀이 줄을 다시 고치는 과정

  • 틀린 줄 표시: (f-1)′(5)=1/f′(5)
  • 조건 확인: 역함수의 입력 5에 대응하는 원함수의 입력은 f(2)=5에서 2이다.
  • 식 수정: (f-1)′(5)=1/f′(2)=1/3
  • 역계산: 역함수 그래프의 점 (5,2)에서 접선 기울기는 원함수 그래프의 점 (2,5)의 기울기 3의 역수인 1/3이어야 한다.

학생은 재풀이할 때 먼저 f(x)=y에서 역함수의 입력값 y에 대응하는 원함수의 입력값 x를 표시했다. 그 뒤 원함수 도함수의 값이 실제로 주어졌는지 확인하고, 조건이 부족하면 임의의 숫자를 넣지 않도록 했다.

조건을 바꾼 독립 검증

새 함수

H(x)=u(x)v(x)/w(x)

에 대하여 u(1)=2, u′(1)=-1, v(1)=3, v′(1)=4, w(1)=2, w′(1)=1이라 하자. 또한 u(x)=ep(x)이고 p(1)=ln2, p′(1)=-1/2이면 연쇄법칙으로 u′(1)=2(-1/2)=-1임을 먼저 확인한다.

곱셈법칙과 몫의 미분법을 적용하면

H(1)=2·3/2=3

H′(1)=[(u′v+uv′)w-uvw′]/w2

=[((-1)·3+2·4)·2-(2·3)·1]/22=14/4=7/2

따라서 H(1)=3이므로 대응점을 바꾸지 않고

(H-1)′(3)=1/H′(1)=2/7

로 검산한다. 학생은 마지막에 역함수의 점이 (3,1)인지 확인하고, 원함수 접선 기울기 7/2와 역함수 접선 기울기 2/7의 곱이 1인지 확인해 대응점 오류를 독립적으로 점검했다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

마포구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 늦은 시간까지 숙제가 남아도 아이가 예전처럼 아예 손을 놓지는 않게 됐습니다. 혼자 풀다 틀린 문제를 표시만 하던 아이에게 선생님은 먼저 질문하기 편한 분위기를 만들어 주고, 할 수 있는 양만 나누어 복습을 챙겼습니다. 옆에서 지켜보니 막힌 문제를 조심스럽게 물어보는 모습이 가장 반가웠습니다.

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질문이 편해진 수업

마포구에서 과외를 시작한 뒤, 저녁마다 숙제를 미루던 제가 수업 10분 전부터 틀린 문제를 다시 살펴보게 됐습니다. 선생님은 모른다고 해도 괜찮다며 이해한 부분부터 천천히 물어봐 주셔서 질문하기가 편했습니다. 이제는 틀린 문제를 그냥 넘기지 않고 한 번 더 생각해 보려 합니다.

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밀리지 않는 과제

마포구에서 수학 과외를 시작했을 때는 어려운 문제 하나를 붙잡고도 쉽게 손을 놓지 못했습니다. 선생님은 숙제 검사 때 맞힌 문제의 풀이를 다시 말해보게 하며 자신감을 북돋았고, 시험 전에는 새 진도보다 부족한 부분을 차분히 복습하도록 계획을 나눠 주셨습니다. 요즘은 수업 내용을 부모에게 먼저 이야기하고, 틀린 문제 뒤에도 다시 이어가는 모습이 보입니다.

★★★★★

모르는 걸 말하는 힘

마포구에서 수학 과외를 시작한 뒤, 수업이 끝나면 아이가 모르는 문제를 숨기지 않고 먼저 이야기하기 시작했습니다. 숙제를 거의 끝내고 한 문제만 남았을 때도 선생님은 틀렸다고 바로 지적하지 않고 생각이 달라진 지점을 함께 찾아주셨습니다. 시험기간에는 궁금했던 내용을 먼저 꺼내는 모습이 보여 성적보다 반가운 변화를 느꼈습니다.

★★★★★

질문이 편해진 수업

마포구에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 공부 계획을 자주 미루고, 수업 전에 질문할 문제를 정리하는 일도 어려워했습니다. 시험 범위를 처음 받은 날 부담스러워했지만 선생님은 집중이 흐려지면 설명을 반복하기보다 다른 문제나 활동으로 바꾸고, 아이가 스스로 이어갈 시간을 주셨습니다. 요즘은 어려운 문제를 만나도 설명을 들은 뒤 다시 시도하고, 수학 공부를 시작할 때의 부담도 조금 줄어든 모습이라 작은 변화가 반갑습니다.

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