수학여정 - 문제 분석 리포트

(2024학년도) 2023년 9월 모의평가 고3 수학 1번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류수학Ⅰ · 지수 / 지수법칙
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
1. 315×31+5 의 값은? [2점]
① 19    ② 13    ③ 1    ④ 3    ⑤ 9

1. 문제의 요지

이 문제는 지수가 실수일 때의 지수법칙을 이용하여 거듭제곱의 곱셈을 계산할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 315×31+5

3. 풀이의 순서

이 문제는 밑이 같은 거듭제곱의 곱셈에서 지수법칙을 적용하는 방법으로 풀이합니다.

구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.

step1. 지수법칙을 적용하여 식을 정리합니다.

step2. 지수를 계산하여 최종 값을 구합니다.

4. 풀이의 도구

- 지수법칙 (곱셈) : a>0이고 m,n이 실수일 때, am×an=am+n 이 성립합니다.

5. 구체적 풀이

지수에 무리수 5가 있어서 복잡해 보이지만, 두 수의 밑이 3으로 같다는 점에 주목해야 해요. 밑이 같을 때는 지수법칙을 써서 지수끼리 더해주면 무리수 부분이 사라질 것 같다는 생각을 해볼 수 있어요.

step1. 지수법칙 적용하기

밑이 3으로 같은 두 수의 곱셈이네요. 밑이 같은 거듭제곱을 곱할 때는 지수끼리 더해준다는 지수법칙을 적용해 볼까요? 식을 써보면 315×31+5=3(15)+(1+5) 가 됩니다.

step2. 지수 계산 및 정답 도출

이제 지수 부분을 계산해 볼게요. (15)+(1+5) 를 계산하면, 5+5 가 서로 지워져서 1+1=2 가 됩니다. 지수를 더할 때 부호를 헷갈려서 무리수 부분이 남지 않도록 조심하세요. 따라서 식은 32 이 되고, 이를 계산하면 9가 됩니다. 정답은 ⑤번이에요.

[정답] ⑤

⚡ 실전용 풀이

step1. 지수법칙 적용하기

315×31+5=3(15)+(1+5)   --- 지수법칙 am×an=am+n 이용

step2. 지수 계산 및 정답 도출

=32

=9

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

지수에 무리수가 포함되어 있어 당황하거나, 지수법칙을 적용할 때 부호 계산에서 실수할 수 있습니다.

🔑 돌파구

밑이 같은 거듭제곱의 곱셈은 지수끼리 더하면 된다는 지수법칙을 떠올립니다.
무리수 부분은 덧셈 과정에서 소거됨을 확인하여 간단한 자연수 지수로 만듭니다.
팁: 지수가 복잡해 보여도 밑이 같다면 우선 지수법칙을 적용해 보세요.

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