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일차부등식(14) 연립일차부등식




연립일차부등식
systems of linear inequalities


"수직선을 이용하면 연립부등식 풀이도
아주 쉬워지고 실수도 안해요"
" number line diagram makes it easier
to solve systems of inequalities "







연립 일차부등식은 2 개 이상의 일차부등식을 동시에 만족하는 교집합 (∩) 의 해를 구하는 단원입니다.

2 개 이상의 공통된 범위를 구하는 것이므로, 연립방정식의 경우와 같이 전략적 사고에 따른 접근방법을 이해하고, 활용할 수 있어야 합니다.

또한, 수직선 (number line) 다이어그램이나, 좌표평면에서의 그래프의 영역을 이용해서 문제를 파악하고 해결하는 훈련이 절대적으로 필요한 단원입니다.

상위권의 난이도 높은 문제들까지 해결할 수 있는 수학실력을 배양시키기 위해서, 최대한 그래프와 수직선 다이어그램을 활용한 설명을 추가했습니다. 

다소 낯설고 어렵게 느껴지더라도, 반드시 기본개념과 응용력을 철저하게 익혀 두기 바랍니다.





♧   ♧   ♧   ♧   ♧   ♧






연립 일차부등식의 보기 문제부터 보도록 할까요?



아래의 연립 일차부등식을 풀어라.

            ↱ 3x – 2 > – x – 10
            ↳ 2x + 1 ≥ 3x – 2




(1) 우선, 주어진 연립방정식을 간단하게 정리한 다음, 아래와 같이 번호를 붙입니다. 그래야, 서로 다른 두 부등식을 그래프나 수직선 다이어그램에서 동시에 구분하면서 나타낼 수 있겠지요?

x > – 2  ⋯ ①
x ≤ 3     ⋯ ②



(2) 두 부등식을 아래와 같이 하나의 수직선 (number line) 에 서로 다른 높이로 함께 나타냅니다. 이 때, 등호가 있는 것은 큼지막하게 속이 채워진 동그라미를 표시하고, 등호가 없는 것은 속이 비어 있는 하얀 동그라미로 표시합니다.


(3) 연립한다는 뜻은 두 구간의 교집합 (∩) 을 구한다는 것이니까, 위 그림에서 파란색으로 표시된 부등식 ① 의 구간과 빨간색으로 표시된 부등식 ② 의 구간과의 공통된 구간 (∩) 을 위 그림에서 읽고 그대로, x 에 관한 식으로 옮기면 됩니다.

– 2 < x ≤ 3




이번에는, 절대값 부등식이 포함된 연립 일차부등식 문제를 풀어 보도록 할까요?



아래의 연립 일차부등식을 풀어라.

            ↱ 2x + 1 > 3x – 1
            ↳ | x | ≤ 3




(1) 우선, 주어진 연립방정식을 간단하게 정리한 다음, 아래와 같이 번호를 붙입니다. 그래야, 서로 다른 부등식들을 그래프나 다이어그램에서 함께 나타낼 수 있겠지요?

     x < 2     ⋯ ①
– 3 ≤ x ≤ 3  ⋯ ②



(2) 두 부등식을 아래와 같이 서로 다른 높이로 함께 나타냅니다. 이 때, 등호가 있는 것은 속이 채워진, 그리고 등호가 없는 것은 속이 비어 있는 하얀 동그라미로 표시합니다.



(3) 위 그림에서 파란색으로 표시된 부등식 ① 의 구간과 빨간색으로 표시된 부등식 ② 의 구간과의 공통된 구간 (∩) 을 위 그림에서 읽고, 그대로 x 에 관한 식으로 옮기면 됩니다.

– 3 ≤ x < 2






이번에는 같은 문제를, 부등식의 영역을 나타내는 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?


(1) 가장 편리하게 부등식의 영역을 좌표평면에 나타내기 위해서, 각 부등식의 한 변을 0 으로 만들어 정리합니다.

x – 2 < 0      ⋯ ①
| x | – 3 ≤ 0  ⋯ ②



(2) 먼저 부등식 ① 에서, 좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

y = f (x) = x – 2  vs.  y = 0





(3) 우변의 식 y = 0 은 바로 x 축을 나타낸다고 앞에서 배웠지요? 따라서, 위의 그래프에서, 파란색의 직선인 y = f (x) = x – 2 가 x 축 아래에 있는 파란색 영역이 해답이 됩니다.

참고로, x 에 관한 부등식을 푸는 것이니까, 부등식의 영역도 x 값을 기준으로 좌표평면에 표시하도록 합니다.


(4) 같은 방법으로, 부등식 ② 에서, 좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

y = g (x) = | x | – 3  vs.  y = 0






(5) 우변의 식 y = 0 은 x 축을 나타내니까, 위의 그래프에서 빨간색의 꺽은선인 y = g (x) = | x | – 3 이  x 축과 같거나 그 아래에 있는 빨간색 영역이 해답이 됩니다.


(6) 이제, 위 그림에서 파란색으로 표시된 부등식 ① 의 영역과 빨간색으로 표시된 부등식 ② 의 영역과의 공통부분 (∩) 인 보라색의 영역이 정답을 나타냅니다.


(7) x 에 관한 부등식이니까, 최종적으로 찾아낸 보라색의 영역을 x 축에 대해서 x 기준으로만 읽어야 합니다. x = – 3 인 경계선은 포함되고 x = 2 인 경계선은 포함되지 않으니까, 그래프에서 읽고 그대로 식으로 옮기면,

– 3 ≤ x < 2




기초단계에서는, 좌표평면에서 부등식의 영역을 표시하고 그래프로 푸는 방법이 더 까다롭고 어렵다고 느껴질 지도 모르겠지만, 상위권의 심화수준으로 갈수록, 오히려 쉽고 강력한 해결 방법이니까, 반드시 기본 원리와 해결 과정을 철저하게 익혀 두기 바랍니다.




두 직선의 위치관계 Solution 12131

Solution  1 2131 1. 각기둥의 높이     두 면(밑면)이 서로 평행하고 합동인 다각형으로 이루어진 입체도형을 각기둥이라고 합니다.      밑면이 삼각형이면 삼각기둥 이라고 하 고,  두 밑면 사이의 (최단)거리를 높이 라고 하지요....