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정보·그래프 · 탐구 보고서

거리표가 주어진 지도에서 최소 비용 경로 찾기

가장 적은 이동 횟수 경로와 가장 짧은 거리 경로는 항상 같을까?

교과 수행평가독서 활동동아리

이 탐구에서 알아볼 것

비음수 가중치 그래프에서 최단 경로는 간선 가중치 합을 최소화하는 문제이며, 출발점과 목적지가 정해져야 한다.

나에게 맞는 깊이로 시작하기

중학교 · 시작

중학생은 교실이나 도시가 아닌 가상 장소 6개와 양수 거리 9개로 그래프를 만듭니다. 출발점에서 목적지까지 가능한 경로를 직접 나열해 각 변의 비용을 더하고, 이동 횟수 최소와 거리 합 최소가 다를 수 있음을 확인합니다.

고등학교 · 심화

고등학생은 가중치가 0 이상인 그래프에서 다익스트라 방식으로 아직 확정되지 않은 정점 중 현재 비용이 가장 작은 곳을 반복 선택합니다. 매 단계의 임시 거리와 이전 정점을 기록하고, 손으로 모든 경로를 나열한 결과와 비교해 알고리즘이 전제하는 조건을 설명합니다.

준비 순서

  1. 가상 장소 A~F와 양방향 연결선 9개를 만들고 연결선마다 양수 거리 단위를 붙입니다. 실제 학교 출입구·버스 노선·개인의 이동 데이터는 사용하지 않으며, 그래프가 가상이라고 표시합니다.
  2. 출발점에서 목적지까지 가능한 단순 경로를 적고 각 간선 가중치를 합산합니다. 간선이 적은 경로와 거리 합이 작은 경로를 따로 표시해 두 기준의 차이를 확인합니다.
  3. 고등 선택에서는 출발점 거리 0, 나머지는 무한대라고 놓고 가장 작은 임시 거리의 정점을 확정합니다. 이웃의 거리를 현재값과 새 경로값 중 작은 것으로 갱신하고, 표를 반복해 목적지의 최솟값과 경로를 복원합니다. 계산에서 음수 간선이 없다는 전제를 확인합니다.
직접 따라 읽는 예시 · 설명용 가상 사례

자료에서 결론까지

주어진 자료
가상 그래프에 A-D 직접 경로는 11, A-B-D 경로는 4+8=12, A-C-D 경로는 6+3=9 거리 단위로 주어졌다고 하자. 이 세 경로만 비교한다.
살펴보는 과정
직접 경로는 이동 1번에 비용 11이고, A-C-D는 이동 2번에 비용 9다. 이동 횟수가 적은 경로가 반드시 거리 합도 가장 짧지는 않다.
도출한 결과
제시된 세 경로 중 A-C-D의 거리 합 9가 가장 작다고 쓴다. 전체 그래프의 최단 경로를 확정하려면 다른 경로도 확인해야 한다.
여기까지 알 수 있어요
경로와 수치는 가상이다. 실제 도로 거리·통행 시간·안전 경로를 나타내지 않는다.

완성도를 높이는 기준

학교의 공식 채점표가 아닌, 이 탐구를 스스로 점검하는 기준입니다.

살펴볼 기준충분히 드러난 모습더 보완할 모습
그래프 정의정점·간선·가중치 단위와 출발·도착점을 명시한다.간선의 방향이나 비용 단위가 불명확하다.
경로 계산각 간선 합을 정확히 구하고 기준별 차이를 비교한다.이동 횟수와 가중치 합을 같은 값으로 처리한다.
알고리즘 전제비음수 가중치와 가상 자료 범위를 밝힌다.결과를 실제 이동 시간·안전성으로 확대 해석한다.

함께 쓸 보조 자료

  • 가상 그래프: 정점 / 간선 / 양수 비용 / 단위
  • 경로 비교표: 경로 순서 / 간선 비용 합 / 이동 횟수 / 선택 기준

아래 활동지에는 주제별 기록표와 탐구 보고서의 기본 구성 칸을 함께 담았습니다.

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질문을 한 걸음 더 넓히면

가상 그래프에 지름길 간선을 하나 추가하고 최단 경로가 바뀌는 조건과 새 경로 비용을 계산한다.

제출 전에 스스로 점검하기

  • □ 간선 가중치를 합산하고 비용 단위를 일관되게 썼나요?
  • □ 최소 거리와 실제 이동 시간·접근성·안전을 혼동하지 않았나요?
  • □ 학교의 안내문에 나온 분량·형식·평가 기준·AI 사용 조건을 확인했나요?
  • □ 도움을 받은 부분과 내가 조사·해석·수정한 과정을 구별했나요?

독자용 주제 분류입니다. 공식 과목명·개정 연도·성취기준은 별도 대조하며, 아래 활동은 성취기준 인증 자료가 아닙니다.

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