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오정구고2수학과외

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오정구 고2수학과외, 수열의 일반항을 식의 모양만으로 판단하지 않기

수주고등학교와 덕산고등학교처럼 학교별 주간 학습 일정과 프린트 구성이 다를 때에도, 수열 문제에서 먼저 확인해야 할 기준은 식의 모양이 아니라 항번호와 항값의 대응이다. 특히 여러 표현으로 제시된 일반항은 전개와 인수분해를 거쳐 같은 값을 만드는지, 그리고 몇 번째 항부터 성립하는지를 함께 판단해야 한다.

n(n+1)과 n2+n은 다른 일반항일까

다음 두 수열을 비교해 보자.

an = n(n+1),   n≥1
bn = n2+n,   n≥1

학생의 풀이에는 “인수분해된 식과 전개된 식이므로 서로 다른 일반항”이라는 판단이 적혀 있었다. 그러나 분배법칙을 적용하면

n(n+1)=n·n+n·1=n2+n

이므로 모든 n≥1에서 an=bn이다. 예를 들어 n=2이면 두 식 모두 2×3=6을 주고, n=5이면 5×6=30을 준다. 식의 배열이 달라도 같은 항번호에서 같은 항값을 만들면 같은 수열의 일반항 표현이다.

항번호가 빠지면 비교의 근거가 사라진다

일반항 비교에서 “두 식이 같다”라고만 쓰면 충분하지 않다. 다음 세 가지를 답안에 남겨야 한다.

  1. 두 식에 들어가는 항번호가 같은지 확인한다.
  2. 대수적 변형으로 한 식에서 다른 식이 나오는지 보인다.
  3. n의 범위에서 그 변형이 성립하는지 확인한다.

예를 들어 cn=n(n+1)과 dn=(n+1)2-1을 비교하면

(n+1)2-1=n2+2n+1-1=n2+2n=n(n+2)

이므로 dn은 cn과 같지 않다. n=1을 대입해도 c1=2, d1=3으로 달라진다. 반면 n(n+1)과 (n+1)n은 곱셈의 교환법칙에 의해 같은 일반항이다.

처음부터 성립하는지, 특정 항부터 성립하는지 구분하기

표현이 같더라도 정의된 범위가 다르면 같은 수열이라고 바로 결론 내릴 수 없다. 예를 들어

pn=n2-1,   n≥1
qn=(n-1)(n+1),   n≥1

에서는

(n-1)(n+1)=n2-1

이므로 주어진 모든 항번호 n≥1에서 두 일반항이 같다. 하지만 rn=n(n+1)과 sn=n2+n 중 하나에만 “n은 자연수”라는 범위가 제시되어 있다면, 식의 동일성뿐 아니라 두 수열의 항번호 범위가 같은지도 적어야 한다. 일반항은 식 하나만이 아니라 식과 적용 범위가 함께 주어지는 대상이기 때문이다.

식을 변형한 뒤 원래 모양으로 되돌리는 훈련

풀이 중간에 전개를 사용했다면 마지막에는 반대로 묶어 원래 식이 복원되는지 확인한다. 예를 들어

n2+3n+2=(n+1)(n+2)

라고 정리했다면, (n+1)(n+2)를 다시 전개하여 n2+3n+2가 되는지 확인한다. 이 검산은 식의 모양이 달라졌다는 이유로 서로 다른 일반항이라고 판단하는 오류를 줄여 준다. 또한 n=1을 대입하면 양쪽 모두 6이므로 첫째항의 대응도 확인할 수 있다.

계수와 항번호를 바꾼 검산

마지막에는 다음 두 표현을 혼자 비교해 보도록 한다.

un=2n(n+3),   n≥1
vn=2n2+6n,   n≥1

2n(n+3)=2n2+6n이므로 같은 일반항이다. n=4를 대입하면 u4=2×4×7=56, v4=2×16+24=56이다. 항번호 n=4를 동일하게 사용하고, 변형식이 원래 식으로 돌아오는지까지 확인했다면 새로운 계수에서도 일반항의 동일성과 성립 범위를 근거 있게 판단한 것이다.

수업에서 달라진 모습

모르는 걸 말하는 힘

처음에는 낯을 많이 가려 정해 둔 공부량 없이 책상에 앉아 있곤 했는데, 오정구에서 수업을 시작한 뒤 두 번째 수업을 기다리며 지난 내용을 스스로 다시 펼쳐 보더군요. 선생님께서는 아이가 모른다고 말해도 괜찮다며 질문을 천천히 이어 가고, 설명 속도보다 이해했는지를 먼저 살펴 주셨습니다. 시험기간에도 무리하게 재촉하기보다 복습할 부분을 함께 정리해 주셔서 질문할 때 눈치 보던 모습이 조금씩 편안해졌습니다.

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숙제를 챙기는 습관

시험 결과보다 아이가 공부하는 과정을 돌아보게 된 계기는 오정구에서 수학 과외를 시작한 뒤였습니다. 조용히 어려운 문제를 붙잡고 있던 아이에게 선생님은 답을 서두르지 않고 생각을 정리할 기준만 알려 주셨고, 교재 난도가 높아진 시기에도 생활에 맞춰 할 일을 나눠 주셨습니다. 요즘은 수업에서 배운 내용을 먼저 이야기하고, 숙제도 막막해하기보다 순서를 정해 시작하는 모습이 보입니다.

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밀리지 않는 과제

시험 직전 주말이면 마음이 급해 답지를 먼저 펼치곤 했는데, 오정구에서 수업을 받으며 조금씩 여유가 생겼습니다. 선생님은 진도를 서두르기보다 제가 막힌 이유를 살피고, 같은 내용도 다른 말로 다시 설명한 뒤 스스로 풀 시간을 기다려 주셨습니다. 요즘은 학교에서 돌아와 가방을 내려놓으면 예전보다 빨리 숙제를 시작하는 제 모습이 가장 반갑습니다.

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스스로 확인한 숙제

오정구에서 과외를 시작한 뒤 아이가 먼저 수업 이야기를 꺼내는 날이 생겼습니다. 예전에는 풀이가 길어지면 조용히 포기하곤 했지만, 선생님이 혼자 풀 부분과 필요한 힌트를 잘 나눠 주시고 그날 할 일도 분명히 정해 주셨다고 합니다. 요즘은 숙제와 복습을 챙기면서 수업 중 대답도 한결 편안해졌습니다.

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질문이 편해진 수업

오정구에서 수학 과외를 시작한 뒤에도 아이는 틀린 풀이를 보여 주는 걸 여전히 조심스러워했습니다. 그런데 선생님이 아이 반응에 맞춰 같은 내용을 편하게 다시 설명하고, 그날 할 일과 다음에 복습할 내용을 나눠 주면서 시험 일주일 전부터는 모르는 부분을 먼저 질문하기 시작했습니다. 주말 숙제도 예전보다 망설이는 시간이 짧아져 부모로서 작은 변화를 느꼈습니다.

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