레이블이 일차부등식인 게시물을 표시합니다. 모든 게시물 표시
레이블이 일차부등식인 게시물을 표시합니다. 모든 게시물 표시

일차부등식(6) 절대값 일차부등식(1)




절대값 일차부등식(1)
absolute value inequalities


"그래프를 활용하니까 절대값 부등식도
이해가 너무 쉽고 잘 외워져요"
" function graph makes it easier
to solve absolute value inequalities "









절대값이 포함된 부등식도, 절대값 방정식의 경우와 같이 절대값 안의 값이 양 (+) 인지 음 (–) 인지에 따라, 경우를 나누어 계산하는 것이 표준적인 방법이지만,

기본형의 경우에는, 그래프를 이용해서 원리를 이해한 다음에, 필요할 때 그 이미지만 머리속에 떠올린다면 마치 항상 외워두고 있는 것같이 아주 쉽게 문제를 해결할 수 있습니다.

특히, 이 방법은 이차 또는 고차부등식에서 그대로 활용할 수 있는 개념이므로, 해결과정과 원리을 확실하게 이해해 두어야 합니다.

이 단원 역시 매우 중요한 내용이므로, 반드시 기본개념과 응용력을 철저히 익혀두시기 바랍니다.






♧   ♧   ♧   ♧   ♧   ♧







절대값 부등식 | x | < 3 을 풀어 보도록 할까요?



절대값 방정식과 함수에서 배운 것과 같이, 절대값 안의 값의 부호가 바뀌는 0 을 기준으로, 2 가지의 경우로 나누어서 푸는 것이 원칙입니다.

(A) x < 0 일 때
(B) x ≥ 0 일 때

– x < 3
∴  (P)  – 3 < x 

(Q)  x < 3


논리 다이어그램으로 보면, (A ∩ P) ∪ (B ∩ Q) 의 개념이니까,


∴  (– 3 < x < 0) ∪ (0 ≤ x < 3)

∴  – 3 < x < 3



앞의 [절대값 일차방정식] 단원에서 배웠던, 논리 다이어그램으로 보면,
(A ∩ P) ∪ (B ∩ Q) 의 개념입니다. 다시 복습이 필요한 분은 아래의 링크를 참고하세요.








이번에는 똑같은 문제를 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?



(1) 부등식 | x | < 3 의 좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

y = f (x) = | x |   vs.   y = g (x) = 3









(2) 위의 그래프를 보고, 파란색의 직선인 y = f (x) = | x | 가 빨간색의 직선인 y = g (x) = 3 보다 작다고 했으니까, 위에 있는 노란색의 영역을 찾아 냅니다.


(3) x 에 관한 부등식을 푸는 것이니까, 부등식의 영역도 x 값을 기준으로 좌표평면에 표시하도록 합니다. x = ± 3 의 양 끝 경계선은 포함되지 않는다는 점에 주의하세요.

∴  – 3 < x < 3






이번에는 다른 유형의 절대값 부등식 | x | ≥ 2 을 풀어 보도록 할까요?


이번에도, 절대값 안의 값의 부호가 바뀌는 0 을 기준으로, 2 가지의 경우로 나누어서 푸는 것이 원칙입니다.

(A) x < 0 일 때
(B) x ≥ 0 일 때
– x ≥ 2
x ≥ 2



논리 다이어그램으로 보면, (A ∩ P) ∪ (B ∩ Q) 의 개념이니까,

(x ≤ – 2) ∪ ( x ≥ 2)

∴ x ≤ – 2  or  x ≥ 2





이번에도 똑같은 문제를 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?



(1) 부등식 | x | ≥ 2 의 좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

y = f (x) = | x |   vs.   y = g (x) = 2







(2) 위의 그래프를 보고, 파란색의 직선인 y = f (x) = | x | 가 빨간색의 직선인 y = g (x) = 2 보다 크거나 같다고 했으니까, 위에 있는 노란색의 영역을 찾아 냅니다.



(3) x 에 관한 부등식을 푸는 것이니까, 부등식의 영역도 x 값을 기준으로 좌표평면에 표시하도록 합니다. x = ± 2 의 양 끝 경계선은 포함됩니다.

∴ x ≤ – 2  or  x ≥ 2





참고로, 위의 (1) 에서 좌변과 우변의 그래프를 결정할 때, 일반적으로 많이 쓰이는 방법입니다. 부등식을 | x | – 2 ≥ 0 의 형태로 즉, 우변을 0 으로 바꾸어 줌으로써, 함수 그래프와 x 축만의 관계로 해결하는 것이 보다 편리합니다.

y = f (x) = | x | – 2   vs.   y = g (x) = 0






(1) 위의 그래프를 보고, 파란색의 직선인 y = f (x) = | x | – 2 가 빨간색으로 표시된 x 축 보다 크거나 같다고 했으니까, 위 그림에 있는 노란색의 영역을 찾는다.


(2) x 에 관한 부등식이니까, 찾은 노란색의 영역을 x 축에 대해서 x 기준으로만 읽으면, x = 2 와 x = – 2 인 경계선이 포함되니까,

∴ x ≤ – 2  or  x ≥ 2





지금의 예와 같이, 절대값 하나와 숫자만 있는 기본형의 경우에는, 그 결과를 정리하고 기억해 두면 아주 편리합니다. 문자로 일반화해서 정리해 둘까요?





a, b 가 양수 (+) 일 때, 절대값 일차부등식의 해는

| x | < a         ☞          – a < x < a
| x | ≤ a         ☞          – a ≤ x ≤ a

| x | > b    ☞    x < – b   or   x > b
| x | ≥ b    ☞    x ≤ – b   or   x ≥ b








이제, 이 기본형 절대값 부등식의 해결원리를 그래프의 이미지와 함께 잘 기억해 두면,
| x – 2 | ≥ 3 과 같이 변형된 문제 유형도 쉽게 해결할 수 있습니다.


x – 2 = k 로 간단하게 치환하기만 하면, | k | ≥ 3 가 되니까, 위에서 정리했던 결과를 그대로 적용하면 됩니다.


k ≤ – 3  or  k ≥ 3

∴ x – 2 ≤ – 3  or  x – 2 ≥ 3

따라서, 답은  x ≤ – 1  또는  x ≥ 5






♧   ♧   ♧   ♧   ♧   ♧

영어번역을 함께 보시려면, 아래의 링크를 눌러주세요.
Please click the following link
to read English translation.


♧   ♧   ♧   ♧   ♧   ♧






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....