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김 교사 : 오늘은 가능성의 크기를 어떻게 구하는지에 대해
공부하려고 해요. 이와 관련해 일어날 가능성이 가장
큰 사건을 찾는 활동을 해 봅시다. 예를 들어 두 주사
위를 던졌을 때, 두 주사위의 눈의 합이 나올 수 있는
사건의 수는 입니다. 합이 인 사건부터 인 사
건까지 나올 수 있는 것이지요. 그 가지 사건 중
에서 일어날 가능성이 가장 큰 사건은 무엇일까요?
학 생 들 : 가지 사건이 일어날 가능성은 서로 같을 것 같은데요.
김 교사 : 왜 그렇게 생각하나요?
학 생 들 : 그냥 서로 같을 것 같아요.
김 교사 : 그러면 두 주사위를 던지는 실험을 통해 여러분의
예상이 맞을지에 대해 알아보도록 하지요.
개의 모둠을 편성해서 모둠마다 두 주사위를 번씩
던지고, 던진 횟수에 대해 각 사건이 나온 횟수를 기입하는 방
식으로 상대도수를 나타낸 아래의 표를 완성하였다.
김 교사 : 우리가 예상한 것과 상당히 다른 결과가 나온 이유
가 뭘까요? 왜 그런지 생각해 봅시다.
학생 A : 제 생각에는 가지 사건이 일어날 가능성이 원래
부터 서로 같지 않아서 그런 것 같아요. 각 사건에
들어있는 경우의 수를 잘 세어야 해요.
김 교사 : 그 가능성이 어떻게 서로 다른지에 대해 자세히 설명
해줄 수 있나요?
학생 A : 네. 두 주사위의 눈의 합이 나오는 사건의 수는
이 맞습니다. 하지만 두 주사위의 눈이 나오는 경우
의 수는 , , , ⋯, , , ⋯,
과 같이 입니다.
이후, 학생 A는 두 주사위의 눈의 합이 인 사건부터 인
사건 각각에 포함된 경우들을 언급하면서, 전체 경우의 수에
대한 해당 사건에 포함된 경우의 수를 세어서 가지 각 사건
이 일어날 가능성이
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
임을 설명하였다.
김 교사 : 실험 결과에서 합이 인 사건부터 인 사건까지의
상대도수가 서로 비슷하지 않은 이유가 무엇인지 알
겠어요?
학 생 들 : 네. 알 것 같아요. 원래 가능성이 서로 달랐기 때문
에 실험 결과에서도 서로 다르게 나온 것 같아요.
학생 B : 그러고 보니까, 학생 A가 제시한 각각의 가능성이
실험을 통해 나온 각각의 상대도수와 거의 같아요.
김 교사 : 좋은 관찰입니다. … (중략) … 어떤 사건이 일어날
가능성을 확률이라 합니다. 이제 우리가 오늘 했던
활동을 바탕으로 일반적으로 확률을 어떻게 구하면
될지 생각해 볼까요?
학생 A : 어떤 사건이 일어날 확률을 구할 때에는 그 사건에 들
어있는 경우의 수를 전체 경우의 수로 나누면 구할 수
있어요.
학 생 들 : ㉠ 선생님, 다른 상황에서도 어떤 사건이 일어날
확률을 구할 때 각각의 경우는 항상 같은 가능성을
가지고 있다고 생각하면 되는 거지요?
김 교사 : ㉡ 지금 질문한 내용이 중요합니다. 여러분이 확률을
구해야 하는 상황에서 흔히 잘못 생각하는 부분이
있어요. 정육면체 주사위와 직육면체 주사위를 던진
다고 생각해 봅시다. … (중략) … 실험도 해 볼까요.
… (중략) … 이런 점을 잘 고려해서, 어떤 사건이 일
어날 확률은 어떻게 구하면 되고 이때 무엇에 유의
해야 하는지 정리해 볼까요.
… (하략) …
논술형 【1 ~ 2】
1. 다음은 중학교에서 확률 개념을 도입하는 수업의 일부이다. 이 수업
이전에, 개정 교육과정에 따른 수학과 교육과정에 따라 ‘가능성’은
초등학교 - 학년군에서 다루어졌고 ‘상대도수’, ‘사건’, ‘경우의 수’는
중학교에서 이미 다루어졌다고 하자.
개정 교육과정에 따른 수학과 교육과정의 중학교 확률과 통계
영역 <교수․학습상의 유의점> 가지 사항과 확률 직관에 대한
피시바인(E. Fischbein)의 이론을 적용하여, 김 교사는 ‘경우의 수의
비율’로 확률 개념을 도입하고 있다.
김 교사의 수업에서 확률과 통계 영역의 <교수․학습상의 유의점>
가지 사항이 각각 어떻게 적용되고 있는지 설명하시오. 그리고
학생이 확률을 배우기 이전부터 가지고 있던 ‘확률 직관의 특성’과
‘확률 직관 발달의 특성’에 대한 피시바인의 이론을 각각 설명하고,
위의 밑줄 친 ㉠과 ㉡에서 그러한 피시바인의 이론이 어떻게 적용되고
있는지 각각 설명하시오. [10점]
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<수고하셨습니다.>
2. 다음 개의 복소함수
,
,
,
로 생성되는 복소 벡터 공간
∈
를 라 하자. 여기서 는 의 켤레복소수이다.
복소평면 상의 시계반대방향의 단위원 에 대하여
사상(map) → 를 다음과 같이 정의하자.
가 선형사상임을 증명하시오. 선형사상 의 핵(kernel) ker의
기저를 구하고, ker를 이용하여
∈ 를
나타내시오. [10점]