잘게 잘라 쌓아 덩어리의 크기 재기
미적분 2 · 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: 0부터 4까지 뻗은 덩어리 (자리 x에서 자르면 한 변 x인 정사각형) (비교용: 자리와 상관없이 늘 한 변 3인 정사각형만 나오는 덩어리)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①x=1,2,3,4의 네 자리에서 정사각형의 한 변과 그 넓이를 구해 [칸 A]에 적으세요.
- ②각 정사각형을 두께 1짜리 얇은 상자로 보고, 상자 하나의 크기(넓이×1)를 [칸 B]에 적으세요.
- ③[칸 B]의 네 상자 크기를 모두 더해 [칸 C]에 적으세요.
- ④이번엔 두께 2짜리 굵은 상자 2개(x=2·x=4 자리)로만 재어, 두 크기(넓이×2)의 합을 [칸 D]에 적으세요.
- ⑤[칸 C]와 [칸 D] 두 값을 나란히 적고, 어느 쪽이 더 큰지 ◯표 하세요.
- ⑥자리와 상관없이 늘 한 변 3인 정사각형만 나오는 다른 덩어리(0~4)를, 두께 2로 2조각·두께 1로 4조각 두 방법으로 재어 두 합을 [칸 E]에 적으세요.
칸 E — 어디서 잘라도 똑같은 덩어리의 두 방법 합
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C](얇게)와 [칸 D](굵게)가 서로 다른 값이 나왔습니다. 실제 덩어리의 크기에 더 가까운 쪽은 어느 쪽일까요? 왜 그렇게 생각하는지 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (얇게 / 굵게) 쪽이 더 가깝다고 본다. 왜냐하면 조각이 ___수록 …
(2)조각을 더 얇게 낼수록 잰 값이 어떤 하나의 수로 다가가는 듯 보입니다. 이건 이 덩어리라서 생긴 우연일까요, 어떤 덩어리에서도 생기는 규칙일까요? 다른 덩어리를 직접 하나 골라 두께 2와 1로 재 본 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 덩어리 ___로 두 방법으로 재 보니 …
(3)[칸 E]의 덩어리는 두 방법의 합이 서로 같았는데, [칸 C]·[칸 D]의 덩어리는 달랐습니다. 무엇 때문에 이런 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) | 네 자리의 한 변·넓이를 정확히 구하고, 얇게·굵게 두 방법의 조각 합과 대조 덩어리까지 빠짐없이 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 어느 쪽이 실제에 가까운지 근거를 들어 설명하고, 다른 덩어리로 직접 규칙성을 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
잘게 잘라 쌓아 덩어리의 크기 재기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 원리 — 단면의 넓이를 자리마다 모아 쌓으면 입체의 부피가 된다 — 를 이번에는 정적분으로 반복 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.곡선 y = x (0 ≤ x ≤ 3)와 x축으로 둘러싸인 도형을 x축 둘레로 회전한 회전체(원뿔)의 부피를 구하시오.
2.곡선 y = √x (0 ≤ x ≤ 9)와 x축으로 둘러싸인 도형을 x축 둘레로 회전한 회전체의 부피를 구하시오.
3.밑면이 구간 [0, 4]에서 x축 위에 놓여 있고, x축에 수직인 단면이 한 변의 길이가 (4 − x)인 정사각형인 입체의 부피를 구하시오.
4.곡선 y = x²과 직선 y = 2x로 둘러싸인 도형을 x축 둘레로 회전한 회전체의 부피를 구하시오. (와셔법)
5.곡선 y = √(9 − x²) (−3 ≤ x ≤ 3)와 x축으로 둘러싸인 반원을 x축 둘레로 회전한 회전체의 부피를 구하고, 구의 부피 공식 (4/3)π r³과 일치함을 확인하시오.
정답
1. S(x)=π x² → V=π∫₀³ x² dx = π[x³/3]₀³ = 9π
2. S(x)=π(√x)²=π x → V=π∫₀⁹ x dx = π[x²/2]₀⁹ = 81π/2
3. S(x)=(4−x)² → V=∫₀⁴ (4−x)² dx = [−(4−x)³/3]₀⁴ = 64/3
4. 교점 x=0,2 · 바깥 2x·안쪽 x² → V=π∫₀² ((2x)²−(x²)²) dx = π∫₀²(4x²−x⁴)dx = 64π/15
5. V=π∫₋₃³ (9−x²) dx = 36π · 구 공식 (4/3)π·3³ = 36π ✓ 일치