방향을 바꾸며 움직인 점이 실제로 지나온 길이
미적분 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시대로 손으로 해 본 뒤, 그 결과를 이유를 붙인 자기 생각으로 해석·성찰하세요.
표1(기본): 1초 오른쪽 3칸 → 2초 오른쪽 1칸 → 3초 왼쪽 2칸 → 4초 왼쪽 3칸. 표2(비교): 1초 오른쪽 2칸 → 2초 오른쪽 1칸 → 3초 오른쪽 3칸. 예제: 수직선 위를 오가는 벌레 (비교용: 오른쪽으로만 가는 벌레(표2))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①수직선의 0에 벌레를 놓고, 표1대로 1초마다 오른쪽(+)·왼쪽(−)으로 옮기며 매 초 끝의 자리를 [칸 A]에 표시하세요.
- ②네 번의 이동이 끝난 뒤 벌레가 멈춘 자리를 [칸 B]에 적으세요.
- ③표1의 네 이동을 오른쪽은 +, 왼쪽은 −로 바꿔 모두 더하고, 그 값이 [칸 B]와 같은지 확인하세요.
- ④이번엔 방향을 무시하고, 벌레가 밟고 지나간 칸 수만 모두 더해 [칸 C]에 적으세요.
- ⑤[칸 B]의 크기(부호를 뗀 값)와 [칸 C]를 견주어 더 큰 쪽에 ◯표 하세요.
- ⑥표2(오른쪽으로만 이동)로 ①~④를 반복해 멈춘 자리를 [칸 D]에, 밟고 지나간 칸 수 합을 [칸 E]에 적고 둘을 비교하세요.
칸 A — 매 초 끝에 벌레가 있는 자리(수직선에 표시)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]와 [칸 B]의 크기가 서로 달랐나요? 달랐다면 벌레가 어떻게 움직였기 때문인지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ [칸 C]가 [칸 B]보다 큰 까닭은, 벌레가 도중에 ___ 때문에 …
(2)벌레가 도중에 방향을 바꾸면 [칸 C]는 언제나 [칸 B]의 크기보다 큰가요? 이것은 표1이라서 생긴 우연일까요, 어떤 이동에서도 생기는 규칙일까요? 표를 하나 직접 만들어 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 표로 해 보니 …
(3)표2에서 [칸 D]의 크기와 [칸 E]는 어땠나요? 표1과 무엇이 달랐고, 무엇 때문에 그 차이가 생겼는지 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(멈춘 자리, +/−로 더한 값, 밟고 지나간 칸 수)에 교과서에서 배운(또는 배울) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 표1·표2대로 자리를 빠짐없이 표시하고, +/− 합과 밟은 칸 수 합을 정확히 구해 비교함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 두 값이 달라진 까닭을 벌레의 움직임으로 설명하고, 표를 직접 만들어 규칙을 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 가지 값에 알맞은 용어를 스스로 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
방향을 바꾸며 움직인 점이 실제로 지나온 길이 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 생각을 이제 정적분으로 적용해 봅니다. 점 P의 속도 v(t)가 주어질 때, 움직인 거리는 s=∫|v(t)|dt 임을 이용해 풀이 과정을 쓰고, 맨 아래 정답으로 채점하세요.
1.수직선 위를 움직이는 점 P의 시각 t에서의 속도가 v(t)=2t−4 이다. t=0에서 t=3까지 (1) 점 P의 위치 변화량(변위)과 (2) 실제로 움직인 거리를 각각 구하시오.
2.속도가 v(t)=8−2t 인 점 P가 t=0부터 t=6까지 움직일 때, 변위와 움직인 거리를 각각 구하시오.
3.속도가 v(t)=3t²+1 인 점 P가 t=0부터 t=2까지 움직인 거리를 구하고, 이 경우 거리와 변위가 같은 이유를 한 줄로 쓰시오.
4.속도가 v(t)=3t²−6t 인 점 P가 t=0부터 t=3까지 움직일 때, 변위와 움직인 거리를 각각 구하시오.
5.원점을 출발한 점 P의 속도가 v(t)=2t−6 이다. t=5에서 점 P의 위치와, 0≤t≤5 동안 움직인 거리를 각각 구하시오.
정답
1. 변위 = ∫₀³(2t−4)dt = −3, 거리 = ∫₀²(4−2t)dt + ∫₂³(2t−4)dt = 4+1 = 5
2. 변위 = ∫₀⁶(8−2t)dt = 12, 거리 = ∫₀⁴(8−2t)dt + ∫₄⁶(2t−8)dt = 16+4 = 20
3. 거리 = 변위 = ∫₀²(3t²+1)dt = 10. 구간에서 v(t)>0 이라 방향을 바꾸지 않으므로 |v|=v
4. 변위 = ∫₀³(3t²−6t)dt = 0, 거리 = ∫₀²(6t−3t²)dt + ∫₂³(3t²−6t)dt = 4+4 = 8
5. 위치 = ∫₀⁵(2t−6)dt = −5, 거리 = ∫₀³(6−2t)dt + ∫₃⁵(2t−6)dt = 9+4 = 13