정해진 구간 안에서 곡선이 다다르는 가장 높은 값과 가장 낮은 값은 어디서 생기나
미적분 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: y = x³ - 3x + 2, 구간 [0, 2] (비교용: 같은 식, 구간 [1.5, 2.5])
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①식 y=x³-3x+2 에 x=0, 0.5, 1, 1.5, 2를 차례로 넣어 나온 y값을 [칸 A]에 순서대로 적으세요.
- ②[칸 A]의 y값 중 가장 작은 값에 ◯표 하고, 그때 x가 구간 안쪽인지 양 끝인지 [칸 C]에 적으세요.
- ③[칸 A]의 y값 중 가장 큰 값에 △표 하고, 그때 x가 안쪽인지 양 끝인지 [칸 D]에 적으세요.
- ④x가 0에서 2로 갈 때 y값이 오르내린 모습을 화살표(↘↗)로 [칸 A] 아래에 그리세요.
- ⑤같은 식에 x=1.5, 2, 2.5를 넣어 y값을 [칸 B]에 적고, 가장 작은·큰 값의 x를 [칸 E]에 적으세요.
- ⑥[칸 C]·[칸 D]와 [칸 E]를 견주어, 답이 '안쪽'에서 나온 경우와 '양 끝'에서만 나온 경우를 갈라 보세요.
칸 A — y=x³-3x+2 에 x=0,0.5,1,1.5,2 넣은 y값
칸 B — 같은 식에 x=1.5,2,2.5 넣은 y값
칸 C — 가장 작은 값의 x — 안쪽/양 끝
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)첫 곡선에서 가장 작은 값은 구간 안쪽의 '방향을 바꾸는 자리'에서 나왔습니다. 이것이 이 식이라서 생긴 우연일까요, 안쪽에서 한 번 방향을 바꾸는 곡선이면 늘 그런 규칙일까요? 다른 식을 하나 직접 골라 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 식 ___ 로 해 보니 …
(2)첫 곡선에서 가장 큰 값은 안쪽이 아니라 구간의 끝에서 나왔습니다. 가장 작은 값은 안쪽에서 나왔는데 가장 큰 값은 왜 끝에서 나왔는지, 곡선의 오르내림과 연결해 설명하세요. (15점)
✎ 이 곡선은 안쪽에서 한 번 ___했다가 다시 ___하기 때문에 …
(3)비교용(x=1.5~2.5)에서는 가장 작은 값도 가장 큰 값도 모두 양 끝에서 나왔습니다. 첫 구간과 무엇이 달라서 그렇게 됐는지 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 것(방향을 바꾸는 안쪽 자리, 구간의 끝, 그중 가장 높고 낮은 값)에 교과서에서 배운(또는 배울) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 식에 x를 넣어 y값을 정확히 구하고, 가장 작은·큰 값과 그 x의 위치(안쪽/양 끝)를 바르게 표시함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 안쪽에서 나온 경우와 끝에서 나온 경우의 까닭을 곡선의 오르내림과 연결해 근거를 들어 설명함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
정해진 구간 안에서 곡선이 다다르는 가장 높은 값과 가장 낮은 값은 어디서 생기나 · 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)=x³-3x+2 의 닫힌 구간 [0, 2]에서 최댓값과 최솟값을 구하시오.
2.함수 f(x)=-x³+3x 의 닫힌 구간 [0, 2]에서 최댓값과 최솟값을 구하시오. (하나뿐인 극값이 최댓값이 됨을 확인)
3.함수 f(x)=x³-6x²+9x+1 의 닫힌 구간 [0, 2]에서 최댓값과 최솟값을 구하시오.
4.함수 f(x)=x³-3x+2 의 닫힌 구간 [2, 3]에서 최댓값과 최솟값을 구하시오. (구간 안에 극값이 없는 경우)
5.함수 f(x)=x³-3x²+a 의 닫힌 구간 [-1, 2]에서 최솟값이 -2일 때, 상수 a의 값을 구하시오.
정답
1. 최댓값 4 (x=2), 최솟값 0 (x=1). f'(x)=3x²-3=0 → x=1, f(0)=2·f(1)=0·f(2)=4
2. 최댓값 2 (x=1, 극대), 최솟값 -2 (x=2). f'(x)=-3x²+3=0 → x=1
3. 최댓값 5 (x=1, 이 구간의 하나뿐인 극값=극댓값), 최솟값 1 (x=0)
4. 최댓값 20 (x=3), 최솟값 4 (x=2). 이 구간에서 극값이 없어 양 끝값으로 판정
5. a=2. 극값 f(0)=a는 극대이고 최솟값은 양 끝 f(-1)=f(2)=a-4, a-4=-2