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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 부등식도절대값 방정식의 경우와 같이 절대값 안의 값이 양 (+) 인지 음 (–) 인지에 따라경우를 나누어 계산하는 것이 표준적인 방법이지만,

기본형의 경우에는그래프를 이용해서 원리를 이해한 다음에필요할 때 그 이미지만 머리속에 떠올린다면 마치 항상 외워두고 있는 것같이 아주 쉽게 문제를 해결할 수 있습니다.

특히이 방법은 이차 또는 고차부등식에서 그대로 활용할 수 있는 개념이므로해결과정과 원리을 확실하게 이해해 두어야 합니다.

이 단원 역시 매우 중요한 내용이므로반드시 기본개념과 응용력을 철저히 익혀두시기 바랍니다.






               







절대값 부등식 | < 3 을 풀어 보도록 할까요?



절대값 방정식과 함수에서 배운 것과 같이절대값 안의 값의 부호가 바뀌는 을 기준으로가지의 경우로 나누어서 푸는 것이 원칙입니다.

(A) < 0  
(B) ≥ 0  

– < 3
∴  (P)  – 3 < 

(Q)  < 3


논리 다이어그램으로 보면(A ∩ P (B ∩ Q) 의 개념이니까,


∴  (– 3 < < 0)  (0 ≤ < 3)

∴  – 3 < < 3



앞의 [절대값 일차방정식] 단원에서 배웠던논리 다이어그램으로 보면,
(A ∩ P)  (B ∩ Q) 의 개념입니다다시 복습이 필요한 분은 아래의 링크를 참고하세요.








이번에는 똑같은 문제를 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?



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

(x) = | |   vs.   (x) = 3









(2) 위의 그래프를 보고파란색의 직선인 (x) = | 가 빨간색의 직선인 (x) = 3 보다 작다고 했으니까위에 있는 노란색의 영역을 찾아 냅니다.


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

∴  – 3 < < 3






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


이번에도절대값 안의 값의 부호가 바뀌는 을 기준으로, 2 가지의 경우로 나누어서 푸는 것이 원칙입니다.

(A) < 0  
(B) ≥ 0  
– ≥ 2
≥ 2



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

(≤ – 2)  ≥ 2)

∴ ≤ – 2  or  ≥ 2





이번에도 똑같은 문제를 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?



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

(x) = | |   vs.   (x) = 2







(2) 위의 그래프를 보고파란색의 직선인 (x) = | 가 빨간색의 직선인 (x) = 2 보다 크거나 같다고 했으니까위에 있는 노란색의 영역을 찾아 냅니다.



(3) x  관한 부등식을 푸는 것이니까부등식의 영역도 x 값을 기준으로 좌표평면에 표시하도록 합니다. x = ± 2    경계선은 포함됩니다.

∴ ≤ – 2  or  ≥ 2





참고로, 위의 (1) 에서 좌변과 우변의 그래프를 결정할 때일반적으로 많이 쓰이는 방법입니다. 부등식을 | – 2 ≥ 0 의 형태로 즉우변을 으로 바꾸어 줌으로써함수 그래프와 축만의 관계로 해결하는 것이 보다 편리합니다.

(x) = | – 2   vs.   (x) = 0






(1) 위의 그래프를 보고파란색의 직선인 y = (x) = | x | – 2 가 빨간색으로 표시된  보다 크거나 같다고 했으니까위 그림에 있는 노란색의 영역을 찾는다.


(2) x 에 관한 부등식이니까찾은 노란색의 영역을 x 축에 대해서 x 기준으로만 읽으면x = 2  x = – 2 인 경계선이 포함되니까,

∴ ≤ – 2  or  ≥ 2





지금의 예와 같이절대값 하나와 숫자만 있는 기본형의 경우에는그 결과를 정리하고 기억해 두면 아주 편리합니다문자로 일반화해서 정리해 둘까요?





a, b 가 양수 (+) 일 때절대값 일차부등식의 해는

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

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








이제이 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  간단하게 치환하기만 하면, | k | ≥ 3 가 되니까위에서 정리했던 결과를 그대로 적용하면 됩니다.


k ≤ – 3  or  k ≥ 3

∴ x – 2 ≤ – 3  or  x – 2 ≥ 3

따라서답은  ≤ – 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 개 이상의 일차부등식을 동시에 만족하는 교집합 (∩) 의 해를 구하는 단원입니다.

개 이상의 공통된 범위를 구하는 것이므로연립방정식의 경우와 같이 전략적 사고에 따른 접근방법을 이해하고활용할 수 있어야 합니다.

또한수직선 (number line) 다이어그램이나좌표평면에서의 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.

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




(1) 우선주어진 연립방정식을 간단하게 정리한 다음아래와 같이 번호를 붙입니다그래야서로 다른  부등식을 그래프나 수직선 다이어그램에서 동시에 구분하면서 나타낼  있겠지요?

x > – 2  ⋯ 
≤ 3      



(2) 두 부등식을 아래와 같이 하나의 수직선 (number line) 에 서로 다른 높이로 함께 나타냅니다이 때등호가 있는 것은 큼지막하게 속이 채워진 동그라미를 표시하고등호가 없는 것은 속이 비어 있는 하얀 동그라미로 표시합니다.


(3) 연립한다는 뜻은 두 구간의 교집합 (∩) 을 구한다는 것이니까위 그림에서 파란색으로 표시된 부등식  의 구간과 빨간색으로 표시된 부등식  의 구간과의 공통된 구간 (∩) 을 위 그림에서 읽고 그대로x 에 관한 식으로 옮기면 됩니다.

– 2 < ≤ 3




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



아래의 연립 일차부등식을 풀어라.

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




(1) 우선주어진 연립방정식을 간단하게 정리한 다음아래와 같이 번호를 붙입니다그래야서로 다른 부등식들을 그래프나 다이어그램에서 함께 나타낼  있겠지요?

     x < 2     ⋯ 
– 3 ≤ ≤ 3  ⋯ 



(2) 두 부등식을 아래와 같이 서로 다른 높이로 함께 나타냅니다이 때등호가 있는 것은 속이 채워진그리고 등호가 없는 것은 속이 비어 있는 하얀 동그라미로 표시합니다.



(3)  그림에서 파란색으로 표시된 부등식   구간과 빨간색으로 표시된 부등식   구간과의 공통된 구간 (∩)   그림에서 읽고그대로 x  관한 식으로 옮기면 됩니다.

– 3 ≤ < 2






이번에는 같은 문제를부등식의 영역을 나타내는 그래프를 이용해서 풀어 보도록 할까요?


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

– 2 < 0      ⋯ 
| – 3 ≤ 0  ⋯ 



(2) 먼저 부등식  에서좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

(x) = – 2  vs.  = 0





(3) 우변의 식 = 0 은 바로 축을 나타낸다고 앞에서 배웠지요따라서위의 그래프에서파란색의 직선인 (x) = – 2 가 축 아래에 있는 파란색 영역이 해답이 됩니다.

참고로x 에 관한 부등식을 푸는 것이니까부등식의 영역도 x 값을 기준으로 좌표평면에 표시하도록 합니다.


(4) 같은 방법으로부등식  에서좌변과 우변을 각각의 함수로 간주해서 아래와 같이 좌표평면에 그래프로 나타냅니다.

(x) = | x | – 3  vs.  = 0






(5) 우변의  = 0  축을 나타내니까위의 그래프에서 빨간색의 꺽은선인 (x) = | | – 3 이  축과 같거나  아래에 있는 빨간색 영역이 해답이 됩니다.


(6) 이제위 그림에서 파란색으로 표시된 부등식  의 영역과 빨간색으로 표시된 부등식  의 영역과의 공통부분 (∩) 인 보라색의 영역이 정답을 나타냅니다.


(7) 에 관한 부등식이니까최종적으로 찾아낸 보라색의 영역을 축에 대해서 x 기준으로만 읽어야 합니다= – 3 인 경계선은 포함되고 x = 2 인 경계선은 포함되지 않으니까그래프에서 읽고 그대로 식으로 옮기면,

– 3 ≤ < 2




기초단계에서는, 좌표평면에서 부등식의 영역을 표시하고 그래프로 푸는 방법이 더 까다롭고 어렵다고 느껴질 지도 모르겠지만상위권의 심화수준으로 갈수록오히려 쉽고 강력한 해결 방법이니까반드시 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....