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신장동고3수학과외

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신장동 고3수학과외, 경우의 수에서 확률로 넘어갈 때 조건을 분리하는 풀이

신장동의 신장고등학교 학생은 하남시청역과 창우마을 주변을 거쳐 방과 후 이동한 뒤 자습 시간을 확보하고 있었다. 짧은 자습 시간에는 풀이 전체를 다시 쓰기보다, 확률 문제에서 최초로 공식과 표본공간이 어긋난 줄을 찾는 연습이 더 중요했다. 미사강변고등학교·미사고등학교·위례고등학교·감일고등학교는 같은 하남시 내 참고 학교이며, 신장동 소재 학교와는 구분해 보았다.

표본공간의 기준이 달라진 첫 번째 오답

학생은 여학생 4명, 남학생 2명 중 3명을 뽑을 때 여학생이 정확히 2명일 확률을 다음처럼 계산했다.

오답: \(\dfrac{\binom{4}{2}\binom{2}{1}}{6P3}=\dfrac{12}{120}=\dfrac{1}{10}\)

이 식은 틀렸다. 분자는 순서를 고려하지 않은 조합으로 유리한 경우를 세었지만, 분모는 순서를 고려한 순열 \(6P3\)으로 전체 경우를 세었기 때문이다. 표본공간과 유리한 경우 수의 조건이 서로 다르다. 이 문제에서 3명을 동시에 뽑는 상황은 순서가 없으므로 전체 경우는 \(\binom{6}{3}\)이어야 한다.

따라서 정확한 계산은 다음과 같다.

\[ P=\frac{\binom{4}{2}\binom{2}{1}}{\binom{6}{3}} =\frac{6\cdot2}{20} =\frac{3}{5} \]

학생은 이전에 풀이 전체를 처음부터 다시 썼지만, 이제는 오답표에 최초 오류를 공식 선택 오류로 표시한다. 부호 문제라면 부호 오류, 가능한 값의 범위를 빠뜨렸다면 범위 오류로 분류한다. 확률 \(p\)를 다룰 때는 수직선에 \(0\le p\le1\)을 먼저 표시해 \(\frac{3}{5}\)가 범위 안에 있는지도 확인한다.

조건을 식으로 옮기는 실제 점검

  • 전체 대상: 6명
  • 선택 인원: 3명
  • 전체 경우: \(\binom{6}{3}\)
  • 정확히 여학생 2명: \(\binom{4}{2}\binom{2}{1}\)
  • 순서가 없는 선택이므로 \(P\)가 아니라 조합을 사용

오답 줄에 밑줄을 긋고, ‘3명을 뽑는 순서가 결과에 영향을 주는가?’를 확인한 뒤 분모를 \(\binom{6}{3}\)으로 교체한다. 마지막에는 분자와 분모를 직접 나열해 유리한 경우 12개, 전체 경우 20개인지 역검산한다. 확률이 1보다 큰지, 음수인지도 함께 확인한다.

계수를 바꾼 독립 검증

새 문제에서는 여학생 3명, 남학생 4명 중 3명을 뽑아 여학생이 정확히 2명일 확률을 구한다. 이번에도 순서 없는 선택이므로

\[ P=\frac{\binom{3}{2}\binom{4}{1}}{\binom{7}{3}} =\frac{3\cdot4}{35} =\frac{12}{35} \]

학생은 전체 경우를 \(\binom{7}{3}=35\), 유리한 경우를 \(\binom{3}{2}\binom{4}{1}=12\)로 따로 계산한 뒤 \(0\le\frac{12}{35}\le1\)을 확인했다. 인원과 계수가 바뀌어도 표본공간과 유리한 경우의 조건을 같은 기준으로 세우는지가 핵심이다.

수업에서 달라진 모습

스스로 확인한 숙제

신장동에서 수학 과외를 시작한 뒤, 아이가 숙제를 몰아서 하던 모습이 조금씩 달라졌습니다. 선생님은 진도가 막히면 기초 문제로 잠시 돌아가고, 풀이가 길어져도 답을 알려주기보다 생각을 정리할 기준만 짚어 주셨습니다. 시험기간에도 해야 할 양을 나누어 받아들이며 스스로 공부를 시작하는 모습이 보여 부모로서 반가웠습니다.

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질문이 편해진 수업

신장동에서 수학 과외를 시작할 때만 해도 아이는 혼자 풀고도 답이 맞는지 몇 번씩 확인하며 질문을 쉽게 못 했습니다. 선생님은 수업 중 기다려 주고, 숙제도 늦은 시간까지 무리하지 않도록 할 수 있는 양으로 나눠 주셨습니다. 이제는 과제가 남아도 손을 놓지 않고 쉬운 것부터 해내는 모습이 보여 뿌듯합니다.

★★★★★

먼저 묻게 된 변화

신장동에서 수학 과외를 시작했을 때는 설명을 들으면 알 것 같다가도 혼자 풀면 막혀 답지를 먼저 찾곤 했습니다. 수행평가와 시험 준비가 겹친 주에도 선생님은 제 상태를 살피며 수업 끝에 다시 볼 내용만 몇 가지로 정리해 주셨고, 질문도 부담 없이 받아주셨습니다. 오답을 따로 모아보니 한 문제에 막혔다고 공부를 포기하는 일이 조금씩 줄었습니다.

★★★★★

스스로 확인한 숙제

주말마다 숙제를 펼쳐도 어려운 문제는 슬쩍 넘기던 아이가 신장동에서 과외를 시작한 뒤 조금씩 달라졌습니다. 선생님은 지난 숙제를 확인하며 정답보다 풀이 과정을 먼저 말하게 하고, 막힌 부분은 부담 없이 다시 짚어 주셨습니다. 요즘은 공부할 양을 스스로 살펴보고 틀린 문제부터 시작하는 날이 많아져 흐뭇합니다.

★★★★★

질문이 편해진 수업

신장동에서 수학 과외를 시작한 뒤 아이가 쉬운 문제부터 다시 풀어 보며 틀린 문제도 피하지 않게 됐습니다. 원래는 계획을 자주 미루고 풀이를 다시 보는 일이 드물었는데, 선생님이 중간중간 자연스럽게 질문을 건네고 스스로 생각할 시간을 주셔서 수업에 집중하는 모습이 보였습니다. 시험 범위를 절반쯤 공부한 때에도 평소 흐름을 크게 놓치지 않아 옆에서 지켜보는 마음이 한결 편해졌습니다.

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