극한 조건으로 미정계수 구하기
극한값이 존재하거나 특정 값일 때 식 속 미지수를 결정하는 방법을 정리합니다. 분모가 0으로 가면 분자도 0이어야 한다는 조건과 조각함수의 극한값이 존재할 조건(좌극한 = 우극한)을 쓰는 순서를 문제로 익힙니다.
이 단원에서 다루는 것
가장 자주 쓰는 사실은 다음입니다.
분모가 으로 가는데 몫이 유한한 값으로 가려면, 분자도 함께 으로 가야 하기 때문입니다. 이 조건으로 미지수 하나를 먼저 정하고, 인수분해해서 나머지 미지수를 구합니다.
조각함수가 에서 극한값을 가지려면 좌극한과 우극한이 같아야 합니다.
쉽게 말하면 — 분모가 으로 사라질 때 분자가 으로 가지 않으면 몫이 한없이 커집니다. 몫이 유한하게 남으려면 분자도 함께 0으로 가야 합니다.
누구나 풀 수 있어요이 단원은 3단계로 가려서 풉니다. 문제별 단계는 아래 글마다 따로 있습니다.
- 아래가 으로 가는데 극한값이 숫자로 주어졌으면, 위(다항식)에 를 넣은 값도 이라고 놓습니다. (이유는 문제 해설의 정석 풀이에서 확인합니다.)
- 그러면 위는 로 인수분해됩니다. 를 약분하고, 남은 식에 를 넣은 값 를 주어진 극한값과 같다고 놓고 풉니다.
- 줄이 나뉜 함수는 극한값이 존재하도록 경계마다 “왼쪽 값 = 오른쪽 값”이라는 식을 세워 미지수를 하나씩 정합니다.
※ 두 가지 기본형입니다. 1~2번은 (는 유한한 실수)에서 아래가 이고 위가 다항식이며 극한값이 숫자로 주어진 분수입니다. 3번은 줄의 식이 모두 다항식이고 경계마다 세운 식이 미지수를 하나씩 정해 주는 조각함수입니다. 그 밖의 문제는 아래 글의 문제 해설을 보세요.
풀이 순서
- 분모가 이 되는 점을 확인하고, 분자도 이 되도록 하는 조건식을 세웁니다.
- 그 조건을 넣은 분자를 인수분해해 를 약분합니다.
- 남은 식에서 극한값 조건을 써서 나머지 미지수를 구합니다.
- 구한 값을 원래 식에 넣어 극한값이 실제로 조건과 맞는지 확인합니다.
자주 하는 실수
- 1단계의 조건이 필요조건이라는 점을 잊고 검산을 생략하는 것. 미지수를 구한 뒤 실제로 극한이 주어진 값이 되는지 확인해야 합니다.
- 조각함수에서 경계점 하나만 맞추고 나머지 경계점을 빼먹는 것. 경계점마다 “좌극한 = 우극한” 식이 하나씩 필요합니다.
- 분모가 으로 안 가는데 “분자도 ”을 적용하는 것. 이 조건은 분모의 극한이 일 때만 씁니다.