어떤 수보다 큰 곳에서 식의 값이 늘 0보다 큰지 알아내기

미적분 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

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: ㉮ = x³ − 3x + 2 (x = 1 보다 큰 곳) (비교용: ㉯ = x³ − 3x + 1)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 식 ㉮ = x³ − 3x + 2 에 x = 1, 1.5, 2, 2.5, 3 을 차례로 넣어 값을 [칸 A]에 적으세요.
  2. [칸 A]에서 왼쪽 값과 그 오른쪽 값을 견주어, 오른쪽이 더 크면 그 칸 아래에 ↑ 를 적으세요.
  3. [칸 A]의 값 중 가장 작은 값에 ◯표 하고, 그 값이 0보다 큰지·같은지·작은지 [칸 C]에 적으세요.
  4. 식 ㉯ = x³ − 3x + 1 에 x = 1, 1.5, 2, 2.5, 3 을 넣어 값을 [칸 B]에 적으세요.
  5. [칸 B]도 ↑ 여부를 표시하고, 가장 작은 값에 ◯표 한 뒤 0과의 크기를 [칸 D]에 적으세요.
  6. ㉮·㉯ 중 x = 1 부터 그 오른쪽 값이 하나도 빠짐없이 0보다 큰 것을 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — ㉮의 값 표 (x = 1, 1.5, 2, 2.5, 3)
칸 B — ㉯의 값 표 (x = 1, 1.5, 2, 2.5, 3)
칸 C — ㉮의 가장 작은 값과 0의 크기
칸 D — ㉯의 가장 작은 값과 0의 크기
칸 E — 늘 0보다 큰 식 (㉮/㉯)
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]의 값들은 왼쪽부터 계속 커졌고, 가장 작은 값은 맨 왼쪽(x = 1)이었습니다. 맨 왼쪽 값 하나만 0 이상인지 확인하면 오른쪽 값 전부가 0보다 크다고 왜 믿을 수 있나요? 이것이 ㉮라서 생긴 우연인지, 왼쪽부터 계속 커지는 어떤 식에서도 통하는 규칙인지, 다른 식을 하나 직접 골라 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 식 ___ 에 x를 넣어 보니 …

(2)㉯도 ㉮처럼 왼쪽부터 값이 계속 커졌는데, [칸 E]에는 ㉯가 남지 못했습니다. 값이 커지는 모습은 똑같은데 무엇 때문에 ㉯는 '늘 0보다 큰' 자격을 잃었나요? (15점)

✎ ㉯는 맨 왼쪽(x = 1) 값이 ___ 여서 …

(3)값이 왼쪽부터 오른쪽으로 계속 커지기만 하는 식이라면, 그 값들이 전부 0보다 큰지 알기 위해 딱 어느 한 곳만 확인하면 충분한가요? 그곳이 어디인지, 왜 거기면 되는지 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. ㉯(비교용)를 넣는 자리를 앞·뒤 어디에 둘지도 정하고 그 까닭을 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. (값이 계속 커진다 / 가장 작은 값 / 맨 왼쪽 값이 0 이상 …에 각각 어떤 이름이 붙을까요?) (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)두 식의 값을 x마다 정확히 구해 표를 채우고, ↑ 표시와 가장 작은 값 ◯·0과의 크기 비교를 빠짐없이 함상 · 중 · 하
해석 (40점)'맨 왼쪽 한 곳만 확인하면 되는' 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 식으로 우연/규칙을 직접 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 이유와 함께 재설계하고, 자신의 경험(계속 커짐·가장 작은 값·시작 값 0 이상)에 알맞은 용어를 스스로 연결함상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

어떤 수보다 큰 곳에서 식의 값이 늘 0보다 큰지 알아내기 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 방법 — '한쪽으로 갈수록 값이 커지고, 시작점의 값이 0 이상이면 그 뒤로 늘 양수' 또는 '가장 작은 값이 0보다 크면 전부 양수' — 을 이제 용어와 함께 정식으로 적용합니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.x > 1 일 때 부등식 x³ − 3x + 2 > 0 이 성립함을 도함수를 이용하여 증명하시오.
2.x > 0 일 때 부등식 eˣ > 1 + x 가 성립함을 증명하시오.
3.x > 0 에서 함수 f(x) = x + 4/x 의 최솟값을 구하고, 그 결과로 x > 0 에서 x + 4/x ≥ 4 임을 설명하시오.
4.다음 중 x > 1 인 모든 x에서 항상 성립하는 것을 고르시오. (가) x³ − 3x + 2 > 0 (나) x³ − 3x + 1 > 0
5.x > 0 인 모든 x에서 부등식 x³ − 3x + k ≥ 0 이 성립하도록 하는 상수 k의 최솟값을 구하시오.
정답
1. f(x)=x³−3x+2 로 놓으면 f'(x)=3x²−3=3(x−1)(x+1). x>1 에서 f'(x)>0 이므로 f(x)는 증가하고, f(1)=0 이다. 따라서 x>1 이면 f(x)>f(1)=0, 즉 x³−3x+2>0. 2. h(x)=eˣ−(1+x) 로 놓으면 h'(x)=eˣ−1. x>0 에서 eˣ>1 이므로 h'(x)>0 이고 h(x)는 증가한다. h(0)=1−1=0 이므로 x>0 이면 h(x)>h(0)=0, 즉 eˣ>1+x. 3. f'(x)=1−4/x²=0 → x²=4 → x=2 (x>0). x=2 에서 극소이자 최소이며 f(2)=2+2=4. 따라서 x>0 에서 f(x)≥4, 즉 x+4/x≥4 (등호는 x=2). 4. (가). (나)는 x=1 에서 값이 1−3+1=−1<0 이고 x=1 부근에서 음수가 되므로 x>1 전체에서 성립하지 않는다. (가)는 문제 1에서 보인 대로 항상 성립. 5. g(x)=x³−3x+k, g'(x)=3x²−3=3(x−1)(x+1). x>0 에서 x=1 이 극소점이고 최솟값은 g(1)=1−3+k=k−2. 모든 x>0 에서 g(x)≥0 이려면 k−2≥0, 즉 k≥2. 따라서 k의 최솟값은 2.
2/2