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방이동고2수학과외

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방이동고2수학과외: 로그방정식의 해를 원식에서 검산하는 습관

방이동에서 학교 수업과 방과후 이동을 마친 뒤 확보한 자습시간에 로그방정식 풀이를 점검하다 보면, 계산 결과는 맞아 보여도 해를 확정하는 근거가 빠진 경우가 있다. 보성고등학교, 방산고등학교, 창덕여자고등학교 등에서 받은 프린트를 정리할 때도 마지막 한 줄의 검산이 풀이의 완성도를 좌우한다.

x=5를 구한 뒤 멈춘 계산

다음 식을 풀어 보자.

log2(x-3)=1

로그의 정의에 따라

x-3=21=2

x=5

여기서 학생이 풀이를 끝내며 “답은 5”라고 적었다면 계산 자체는 맞다. 그러나 x-3>0이라는 정의조건을 쓰지 않았고, 얻은 해를 원식에 대입하지도 않았다. 따라서 이 답안에서는 결과가 우연히 맞았는지, 조건을 적용한 것인지 확인할 근거가 남지 않는다.

검산 줄을 생략하면 드러나지 않는 오류

로그를 하나의 식으로 정리하는 문제에서는 정의조건을 빠뜨리면 허용되지 않는 후보가 함께 남을 수 있다.

log2(x-3)+log2(x-1)=1

두 로그를 합치기 전에 진수 조건을 먼저 적으면

x-3>0, x-1>0이므로 x>3이다.

따라서

log2((x-3)(x-1))=1

(x-3)(x-1)=2

x2-4x+1=0

x=2±√3

계산만 보면 두 값이 모두 후보처럼 보인다. 하지만 정의조건 x>3에 대입하면

  • 2-√3은 3보다 작으므로 탈락한다.
  • 2+√3은 3보다 크므로 남는다.

따라서 해는 x=2+√3이다. 특히 탈락한 값은 원식의 진수 x-3과 x-1을 모두 양수로 만들지 못하므로 로그값 자체가 정의되지 않는다.

다음 계산 전에 네모로 남길 조건

풀이 줄을 바꾸기 전에 다음과 같이 조건을 별도 표시한다.

□ 정의조건: x-3>0, x-1>0 → x>3

그다음 방정식을 계산하고, 얻은 후보마다 원식의 진수가 양수인지 확인한다. 단순히 “검산함”이라고 쓰는 대신

x=2+√3: x-3=√3-1>0, x-1=1+√3>0

처럼 실제 값을 남겨야 한다. 반대로 x=2-√3은 x-3=-1-√3<0이므로 원식에 대입할 수 없다.

조건이 바뀐 로그방정식에서 확인할 부분

다음 식에서는 먼저 적어야 할 정의조건이 무엇인지 스스로 표시한다.

log3(x+2)+log3(x-1)=2

정의조건은 x+2>0과 x-1>0이므로 x>1이다. 이후

(x+2)(x-1)=32=9

x2+x-2=9

x2+x-11=0

x=(-1±3√5)/2

두 후보 중 (-1-3√5)/2는 1보다 작아 탈락하고, (-1+3√5)/2만 남는다. 마지막에 정의조건과 원식의 진수를 함께 확인했다면, 계산 줄을 생략하지 않고 해의 근거까지 제시한 풀이가 된다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

방이동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 평일 귀가 후 책상에 앉는 모습이 조금 편안해졌습니다. 예전에는 한 문제에서 막히면 풀이를 다시 보지 않았는데, 이제는 수업 전에 질문할 문제를 골라 두고 선생님께 먼저 묻습니다. 숙제도 무리하게 많이 내기보다 해낼 수 있는 양으로 나눠 주셔서, 밀린 날에도 할 수 있는 것부터 다시 시작하는 점이 인상적이었습니다.

★★★★★

질문이 편해진 수업

방이동에서 수학과외를 시작하기 전에는 답이 바로 나오지 않으면 불안해서 숙제를 미루다 한꺼번에 하곤 했습니다. 시험을 보고 돌아온 날 선생님은 풀이를 처음부터 다시 시키기보다 어디서 어긋났는지 함께 찾아 주셨고, 이해했는지를 살피며 차분히 설명해 주셨습니다. 어느 날은 제가 먼저 질문을 했고, 집에 와서 수업 이야기를 꺼내는 모습도 조금씩 늘었습니다.

★★★★★

먼저 묻게 된 변화

방이동에서 수학 과외를 시작하기 전에는 질문이 어려워 시험 전에도 새 문제만 많이 풀었습니다. 어느 날 틀린 문제를 다시 펼쳐 보니 선생님이 학교 과제와 시험 일정을 살펴 수업량을 조절하고, 제가 혼자 복습할 시간도 남겨 주셨다는 걸 느꼈습니다. 이제는 어려운 문제가 나와도 바로 피하지 않고 한 번 더 생각해 보게 됐습니다.

★★★★★

실수를 넘기지 않는 습관

시험이 끝난 뒤 이번 주 공부량을 이야기하다가 아이가 틀린 문제부터 다시 펼쳐 보는 모습이 인상적이었습니다. 방이동에서 과외를 시작할 때는 한 문제에 오래 매달리고도 이해했다고 넘겼지만, 선생님이 어려운 문제 사이에 부담 없는 문제를 섞어 흐름을 조절해 주셨습니다. 수업 후에는 스스로 해냈다는 표정으로 복습하는 날이 조금씩 늘어 다음 계획도 차분히 세우고 있습니다.

★★★★★

숙제를 챙기는 습관

방이동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 틀린 문제를 다시 보는 게 싫어 숙제를 몰아서 하곤 했습니다. 선생님은 맞힌 문제도 풀이를 짧게 설명해보게 하며 속도보다 이해를 살폈고, 다음 시험 계획을 세운 뒤에는 공부를 시작하는 표정도 한결 편안해졌습니다. 이제는 틀린 이유를 답보다 먼저 생각해보려 합니다.

★★★★★