수학여정 - 문제 분석 리포트

2023년 9월 학력평가 고2 수학 5번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류수학Ⅱ · 함수의 극한 / 좌극한과 우극한 / 그래프 해석
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
5. 함수 y=f(x)의 그래프가 그림과 같다.
limx1f(x)+limx3+f(x)의 값은? [3점]
① 1    ② 2    ③ 3    ④ 4    ⑤ 5

1. 문제의 요지

이 문제는 주어진 함수의 그래프를 보고 특정한 점에서의 좌극한과 우극한의 값을 각각 찾아 더할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 함수 y=f(x)의 그래프
- 구해야 할 식: limx1f(x)+limx3+f(x)
주어진 조건

3. 풀이의 순서

이 문제는 그래프에서 좌극한과 우극한의 의미를 정확히 파악하여 각각의 값을 구한 뒤 더하는 방법으로 풀이합니다.

step1. x1 일 때의 좌극한값을 구합니다.

step2. x3+ 일 때의 우극한값을 구합니다.

step3. 구한 두 극한값을 더하여 최종 정답을 도출합니다.

4. 풀이의 도구

- 좌극한 : xa보다 작은 값을 가지면서 a에 한없이 가까워질 때의 극한. 기호로는 limxaf(x)로 나타낸다.

- 우극한 : xa보다 큰 값을 가지면서 a에 한없이 가까워질 때의 극한. 기호로는 limxa+f(x)로 나타낸다.

5. 구체적 풀이

그래프 문제에서 극한값을 찾을 때는 x축 위에서 목표 지점(1 또는 3)을 찾고, 기호 뒤의 +를 보고 왼쪽에서 다가갈지 오른쪽에서 다가갈지 결정한 후, 그에 따라 그래프 선을 타고 이동했을 때 도착하는 y축의 값을 읽어내면 됩니다.

step1. x1 일 때의 좌극한값 구하기

step 1

limx1f(x)x1보다 작은 쪽(왼쪽)에서 1에 가까워질 때의 y값을 의미해요. 그래프에서 x=1을 기준으로 왼쪽 그래프 선을 따라 x=1을 향해 가보세요. 그래프가 점 (1,2)를 향해 다가가고 있으므로, 도착 지점의 y좌표인 2가 극한값이 됩니다. 따라서 limx1f(x)=2입니다.

step2. x3+ 일 때의 우극한값 구하기

step 2

limx3+f(x)x3보다 큰 쪽(오른쪽)에서 3에 가까워질 때의 y값을 의미해요. 이번에는 x=3을 기준으로 오른쪽 그래프 선을 따라 x=3을 향해 가보세요. 그래프가 점 (3,3)을 향해 다가가고 있죠? 이때 x=3에서의 함숫값인 검은 점 (3,1)을 극한값으로 착각하기 쉬우니 조심해야 해요. 극한은 다가가는 '목표 지점'을 묻는 것이므로 비어있는 동그라미라도 그곳을 향한다면 그 y값이 극한값이 됩니다. 따라서 limx3+f(x)=3입니다. (참고로 제공된 해설에서는 이 부분을 1로 잘못 읽었네요. 우극한은 3이 맞습니다!)

step3. 두 극한값 더하기

이제 구한 두 값을 더해주면 됩니다. limx1f(x)+limx3+f(x)=2+3=5가 됩니다.

[정답] ⑤

⚡ 실전용 풀이

step1. x1 일 때의 좌극한

limx1f(x)=2   --- x=1의 왼쪽 그래프가 향하는 y

step2. x3+ 일 때의 우극한

limx3+f(x)=3   --- x=3의 오른쪽 그래프가 향하는 y

step3. 두 극한값 더하기

2+3=5

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

극한의 기호에서 +의 방향을 헷갈려 그래프의 반대쪽을 확인했을 수 있습니다.
x=3에서의 우극한을 구할 때, 다가가는 목표 지점의 y값이 아닌 함숫값(검은 점)을 극한값으로 착각했을 수 있습니다.

🔑 돌파구

xax=a의 왼쪽 그래프를, xa+는 오른쪽 그래프를 따라가며 y축의 값을 읽어야 합니다.
극한값은 그래프가 '도착하려는 목적지'의 y좌표이므로, 그 지점에 점이 채워져 있는지 비어 있는지는 신경 쓰지 않아도 됩니다.
(확장 팁: 극한값을 찾을 때는 항상 x축에서 출발하여 그래프를 타고 y축으로 도착하는 경로를 손가락으로 따라가 보세요.)

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