| (2025학년도) 2024년 9월 모의평가 고3 수학 7번 풀이 해설 [이해용/실전용] | |
| 문제의 분류 | 수학2 · 함수의 연속 / 미정계수 |
| 난이도 | 하 |
이 문제는 구간이 나뉜 함수의 경계점에서 좌극한과 우극한이 같다는 연속의 정의를 이용하여 이차방정식을 세우고 푸는 방법으로 풀이합니다.
구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.
step1. 함수가 연속일 조건을 확인하고 에서의 좌극한과 우극한을 구합니다.
step2. 좌극한과 우극한이 같다는 식을 세워 에 대한 이차방정식을 만듭니다.
step3. 이차방정식을 풀어 모든 상수 의 값을 구하고 그 곱을 계산합니다.
- 함수의 연속 조건 : 함수 가 에서 연속이려면 이어야 합니다.
- 이차방정식의 근과 계수의 관계 : 이차방정식 의 두 근을 라 할 때, 두 근의 곱은 입니다.
step1. 에서의 좌극한과 우극한 구하기
함수 가 실수 전체에서 연속이려면, 식이 바뀌는 경계점인 에서 연속이어야 해요.
에서 연속이려면 좌극한, 우극한, 함숫값이 모두 같아야 합니다.
먼저 가 4보다 작으면서 4에 가까워질 때의 좌극한을 구해볼까요? 이때는 을 사용해요.
다음으로 가 4보다 크거나 같으면서 4에 가까워질 때의 우극한(그리고 함숫값)을 구해보면, 를 사용하죠.
step2. 에 대한 이차방정식 세우기
이제 좌극한과 우극한이 같아야 하므로 두 값을 같다고 놓습니다.
이 식을 전개해 볼까요?
우변의 4를 좌변으로 넘겨서 정리하면,
이라는 에 대한 이차방정식이 만들어집니다.
step3. 모든 상수 의 값의 곱 구하기
여기서 방정식을 풀지 않고 근과 계수의 관계를 이용하면 더 빠르고 정확하게 두 근의 곱을 구할 수 있어요.
이차방정식 에서 두 근의 곱은 상수항인 12가 됩니다.
물론 직접 인수분해를 해서 이므로 또는 을 구한 뒤, 라고 계산해도 좋아요.
따라서 모든 상수 의 값의 곱은 12입니다.
step1. 에서의 좌극한과 우극한 구하기
step2. 에 대한 이차방정식 세우기
--- 에서 연속이므로
step3. 모든 상수 의 값의 곱 구하기
또는
구간이 나뉜 함수가 연속이 되기 위한 조건을 정확히 알지 못해 식을 세우지 못할 수 있습니다.
이차방정식을 도출한 후 모든 의 값의 곱을 구하는 과정에서 근과 계수의 관계를 떠올리지 못하거나 인수분해 실수를 할 수 있습니다.
함수가 실수 전체에서 연속이려면 식이 바뀌는 경계점(여기서는 )에서 좌극한과 우극한, 함숫값이 모두 같아야 함을 이용해 식을 세웁니다.
이차방정식 이 나오면, 직접 근을 구하거나 근과 계수의 관계를 이용하여 두 근의 곱을 구합니다.
(팁: 다항함수는 항상 연속이므로 경계점에서의 연속성만 확인하면 됩니다.)