이어짐과 매끄러움은 같은 말이 아니다
미적분 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 두 가지 규칙을 같은 점 근처에서 손으로 따라가며, ① 다가갈 때 값이 어디로 모이는지와 ② 두 점을 잇는 직선의 가팔라진 정도가 한 값으로 모이는지를 각각 확인합니다. 예제: 규칙 ㉮ (가로값을 두 번 곱함) (비교용: 규칙 ㉯ (부호를 떼고 크기만 남김))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①규칙 ㉮는 '가로값을 두 번 곱한다'입니다. x=0.99, 1.01, 1.001의 y값을 구해 [칸 A]에 적으세요.
- ②x=1일 때 ㉮의 실제 y값을 구해 [칸 A] 옆에 적고, ①의 값들이 그 값으로 다가가는지 ◯/✕로 표시하세요.
- ③점 (1, 1)과 (0.99, ㉮값)의 '세로 차 ÷ 가로 차'를 계산해 [칸 B] 왼쪽에 적으세요.
- ④같은 방식으로 (1, 1)과 (1.01, ㉮값)의 값을 계산해 [칸 B] 오른쪽에 적고, 두 값이 한 수로 모이는지 보세요.
- ⑤규칙 ㉯는 '부호를 떼고 크기만 남긴다'입니다. x=-0.01, 0.01의 y값과 x=0의 실제 y값을 [칸 C]에 적으세요.
- ⑥㉯에서 점 (0, 0)과 (-0.01, ㉯값)의 '세로 차 ÷ 가로 차'를 [칸 D]에, (0, 0)과 (0.01, ㉯값)의 값을 [칸 E]에 적으세요.
- ⑦[칸 D]와 [칸 E]가 한 수로 모이는지 보고, [칸 C]에서 값이 실제 값으로 다가갔는지와 견주어 보세요.
칸 A — ㉮: x가 1에 다가갈 때 y값과 x=1의 실제 y값
칸 B — ㉮: 두 점 '세로 차 ÷ 가로 차' (왼쪽 · 오른쪽)
칸 C — ㉯: x가 0에 다가갈 때 y값과 x=0의 실제 y값
칸 D — ㉯: '세로 차 ÷ 가로 차' 왼쪽
칸 E — ㉯: '세로 차 ÷ 가로 차' 오른쪽
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]에서 x가 1에 다가갈 때 y값들이 실제 y값과 같은 곳으로 모였습니다. 이것이 규칙 ㉮의 그림을 연필을 떼지 않고 그릴 수 있다는 것과 어떤 관련이 있는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ x가 1에 다가갈수록 y값이 ___에 가까워졌고, 실제 값도 ___이므로 그 점에서 그림이 …
(2)[칸 B]의 왼쪽·오른쪽 값이 한 수로 모인 것은 규칙 ㉮와 점 x=1이라서 생긴 우연일까요, 어떤 매끄러운 규칙과 점에서도 생기는 규칙일까요? 다른 규칙이나 다른 점을 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 규칙 ___와 점 ___로 해 보니 …
(3)㉯에서는 [칸 C]의 값은 실제 값으로 다가갔는데도 [칸 D]와 [칸 E]가 서로 다른 값이었습니다. ㉮와 ㉯의 이 차이가 무엇 때문에 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. 특히 ㉮와 ㉯를 가른 성질에 이름을 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 값을 정확히 구하고, 다가가는 값과 '세로 차 ÷ 가로 차'가 한 수로 모이는지를 빠짐없이 표시함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 규칙·점을 직접 골라 확인한 근거가 있으며, ㉮와 ㉯의 차이를 자기 말로 설명함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
이어짐과 매끄러움은 같은 말이 아니다 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.함수 f(x) = |x − 2| 가 x = 2 에서 연속인지, 미분가능한지 각각 판정하고 그 이유를 쓰시오.
2.함수 f(x) = x² − 3x 는 모든 실수에서 미분가능하다. 미분계수 f'(1) 의 값을 구하시오.
3.x = 0 에서 연속이지만 미분가능하지 않은 함수의 예를 하나 들고, 그렇게 판단한 이유를 간단히 쓰시오.
4.함수 f(x) = { x² (x ≤ 1), ax + b (x > 1) } 가 x = 1 에서 미분가능하도록 상수 a, b 의 값을 정하시오.
5.명제 '한 점에서 미분가능한 함수는 그 점에서 연속이다'는 참이다. 그 역 '한 점에서 연속인 함수는 그 점에서 미분가능하다'가 거짓임을 반례를 들어 보이시오.
정답
1. 연속이다: 좌극한 = 우극한 = f(2) = 0. 미분가능하지 않다: 좌미분계수 −1, 우미분계수 +1 로 서로 달라 미분계수가 정해지지 않음(x=2 에서 뾰족점).
2. f'(x) = 2x − 3 이므로 f'(1) = 2·1 − 3 = −1
3. 예: f(x) = |x|. x=0 에서 좌·우극한과 함숫값이 모두 0 이라 연속이지만, 좌미분계수 −1 · 우미분계수 +1 로 달라 미분가능하지 않음.
4. 연속 조건: 1 = a + b. 미분 조건: 좌미분계수 2·1 = 2 = 우미분계수 a. 따라서 a = 2, b = 1 − a = −1.
5. 반례: f(x) = |x|. x=0 에서 연속이지만 미분가능하지 않으므로 역은 거짓이다.