둘레가 정해진 사각형에서 가장 넓은 경우 찾기
중등 3-1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 정해진 재료로 무언가를 가장 크게 만드는 방법을 손으로 직접 찾아봅니다. 표를 채우고 값이 어떻게 오르내리는지 관찰한 뒤, 그 규칙에 여러분만의 이름을 붙여 보세요. 예제: 가로+세로가 10인 직사각형 (비교용: 세로를 5로 고정하고 가로만 늘린 직사각형)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①가로와 세로의 합이 10이 되도록 가로를 1,2,…,9로 바꿔 가며 세로(=10-가로)와 넓이(가로×세로)를 [칸 A]에 표로 적어 보세요.
- ②[칸 A]에서 넓이가 가장 큰 줄을 찾아 그때의 가로를 [칸 C]에, 그 넓이를 [칸 D]에 적어 보세요.
- ③[칸 A]의 넓이 값이 아래로 갈수록 커지다가 다시 작아지는지, 화살표(↑↓)로 표시해 보세요.
- ④이번에는 세로를 5로 고정하고 가로만 1,2,…,9로 바꿔 넓이(가로×5)를 [칸 B]에 표로 적어 보세요.
- ⑤[칸 B]에서 넓이가 가장 큰 곳의 가로를 찾아 [칸 E]에 적어 보세요.
- ⑥[칸 A]와 [칸 B]에서 넓이가 변하는 모습을 비교해 같은 점과 다른 점을 [칸 B] 옆에 적어 보세요.
칸 A — 합이 10일 때 가로·세로·넓이 표
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]처럼 넓이가 가장 커질 때, 그 가로는 세로와 어떤 관계였나요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 넓이가 가장 클 때 가로와 세로는 서로 ___했고, 그래서 …
(2)넓이가 가장 커지는 가로가 딱 중간이 되는 것은 합이 10이라서 생긴 우연일까요, 합이 정해지면 언제나 생기는 규칙일까요? 합을 다른 값으로 직접 정해 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 합을 ___로 정해 해 보니 …
(3)[칸 B]는 [칸 A]와 넓이가 변하는 모습이 어떻게 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 표의 넓이 값을 빠짐없이 계산하고, 가장 큰 곳 표시와 비교 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 합을 다르게 정해 직접 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
둘레가 정해진 사각형에서 가장 넓은 경우 찾기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 이차함수를 이용한 활용 문제를 풀어 봅니다. 변수를 정하고 식을 세운 뒤, 최댓값·최솟값을 구하세요.
1.둘레가 40cm인 직사각형의 넓이가 가장 클 때, 그 넓이를 구하시오.
2.합이 12인 두 수의 곱의 최댓값을 구하시오.
3.이차함수 y = -x² + 6x + 1 의 최댓값을 구하시오.
4.지면에서 쏘아 올린 물체의 t초 후 높이가 y = -5t² + 20t (m)일 때, 가장 높이 올라간 높이를 구하시오.
5.이차함수 y = x² - 4x + 7 의 최솟값과 그때의 x의 값을 구하시오.
정답
1. 가로 x, 세로 20-x, 넓이 x(20-x)는 x=10에서 최대 → 100 cm²
2. 두 수 x, 12-x의 곱 x(12-x)는 x=6에서 최대 → 36
3. y = -(x-3)² + 10 이므로 x=3에서 최댓값 10
4. y = -5(t-2)² + 20 이므로 t=2초에서 최고 높이 20 m
5. y = (x-2)² + 3 이므로 x=2에서 최솟값 3