해의 집합이 양수 집합에 들어가는데, 양의 해는 하나도 없다

실근의 집합이 양수 집합에 포함되어도 양의 해는 없을 수 있다

색이 다른 유리병 네 개와 바닥에 비친 색

사진: George Chernilevsky · Public domain · 원본 출처

At={x∈R∣x2+t=0},At⊂{x∈R∣x>0}A_t=\{x\in\mathbb R\mid x^2+t=0\},\qquad A_t\subset\{x\in\mathbb R\mid x>0\}

조건을 만족하는 실수 t를 모두 구한다. 포함관계에 양수가 적혀 있으므로 양의 실근이 있어야 한다고 읽은 답을 검토한다.

t<0이면 두 해 ±√(−t)가 있고 음의 해도 들어 있으므로 포함관계가 성립하지 않는다. t=0이면 Aₜ={0}이며 0은 양수가 아니므로 성립하지 않는다.

t>0이면 실근이 없어 Aₜ=∅이다. 공집합은 양수 집합의 부분집합이므로 이 경우에는 조건이 성립한다.

t>0.\boxed{t>0}.

포함관계는 왼쪽 집합의 모든 원소가 오른쪽에 있는지를 묻는다. 왼쪽에 원소가 하나 이상 있어야 한다는 조건을 별도로 포함하지 않는다. 문항에 Aₜ≠∅를 추가하면 이번에는 만족하는 t가 하나도 없다.

채점에서는 판별식만 계산한 답보다 t<0, t=0, t>0의 원소 목록을 짧게 적은 답을 확인한다. 존재 조건을 함께 요구하려는 문항이었다면 공집합이 아니라는 조건을 추가해야 한다. 학생 답안을 고치는 일과 문항에 빠진 조건을 고치는 일을 구별할 수 있는 예다.

출처·착안: banderson02, 「Always, Sometimes, Never Shapes」. 문항과 풀이는 새로 작성했다.