함수그래프(3) 함수그래프의 대칭이동(1)



함수그래프의 대칭이동(1)
reflecting function graphs(1)


"그래프를 뒤집어보고 그려보면서 대칭이동 원리를 생각해 보세요"
" Try flipping & drawing the graph to find out
the principle of symmetric movement "







함수의 그래프는 고등수학의 미적분까지 이어지는 중고등수학의 가장 핵심적인 단원입니다.

중고등 학생들의 수학실력의 차이는함수와 그래프 개념의 이해와 응용력의 차이에서 비롯된다고 할 정도로 중요한 부분이니철저히 익혀 두는 것이 매우 중요합니다.

방정식과 부등식도함수의 그래프의 개념으로 이해하고 접근하는 법을 배우면어려운 수준의 문제들을 훨씬 쉽고 재미있게 해결할 수 있습니다.

이번에는 이차함수의 포물선 그래프를 이용해서대칭이동에 대해서 쉽고 자세하게 설명하고자 합니다.






               







앞에서 배웠던 이차함수 포물선의 그래프를 기억하고 있겠지요?

우선, y = (x 3)2 의 그래프를 가지고, 여러 가지 종류의 대칭이동 그래프들과 함수식을 구하는 방법을 공부해 보도록 합시다.



[ 1 ] x 축 대칭이동


지난번에, [점의 대칭이동]에서 배웠던 것들 중에서, 우선 x 축에 대칭인 함수의 그래프는 청개구리의 성질과 같이, y 대신에 y 를 대입한다고 했었지요?

대입하면, 포물선의 식이 y = (x 3)2 이 될 테니까, 이를 정리하면
y = (x 3)2 이 됩니다.


아래의 그림에서 파란색의 포물선인 y = (x 3)2 과 빨간색의 포물선인
y = (x 3)2 의 두 그래프를 보니까, 진짜로 x 축에 대칭이지요?







[ 2 ] y 축 대칭이동


, [점의 대칭이동]에서 배웠던 것과 같이, y 축에 대칭인 함수의 그래프는 청개구리의 성질에 따라, x 대신에 x 를 대입한다고 했었지요?

따라서, 포물선의 식이 y = (x 3)2 이 될 테니까, 이를 다시 정리하면, y = (x + 3)2 이 됩니다.


이번에도 두 그래프를 그려보면, 아래 그림에서 파란색인 y = (x 3)2
빨간색인 y = (x + 3)2 의 두 포물선은, 진짜로 y 축에 대칭이지요?







[ 3 ] 원점에 대칭이동


, 원점인 (0, 0) 에 대칭이라는 것은, x 축에 대칭 그리고 동시에 ()
y 축에 대칭인 것과 동일하다고 했었지요?

따라서, x 대신에 x 그리고 동시에 () y 대신에 y 를 대입하면
포물선의 식이 y = (x 3)2 이므로, 이를 다시 정리하면
y = (x + 3)2 이 됩니다.


이번에도 두 그래프를 그려보면, 아래 그림에서 파란색인 y = (x 3)2
빨간색인 y = (x + 3)2 의 두 포물선은, 진짜로 원점에 대칭이지요?







[ 4 ] y = x 직선에 대칭이동


앞의 [점의 대칭이동]에서 배웠던 것과 같이, y = x 라는 직선에 대칭인 함수의 그래프는, x 대신에 y 그리고 동시에 () y 대신에 x 를 대입한다고 했었지요?

따라서, 포물선의 식이 x = (y 3)2 이 될 테니까, 이를 y 에 관하여 다시 정리하면,

y –  ± 

y =  ± + 3


이번에도, 아래 그림에서 빨간색인 반쪽의 포물선 y + + 3 
초록색인 반쪽의 포물선 y – + 3 을 합치면,

파란색인 y = (x 3)2 과 진짜로 y = x 라는 직선에 대하여 대칭이지요?






뿐만 아니라, x 대신에 y 그리고 y 대신에 x 를 대입한 함수의 방정식은, 바로 역함수가 되기 때문에 매우 중요합니다.

, 함수와 역함수의 그래프는 항상 y = x 라는 직선에 대하여 대칭된다는 것을 반드시 기억해 두기 바랍니다.


심화 유형에서 자주 등장하는 함수와 역함수의 교점을 구하는 문제들은, 일반적인 방정식으로는 풀어 내기가 매우 어렵기 때문에, (i) 함수와 = x 라는 직선과의 교점 또는 (ii) 역함수와 y = x 라는 직선과의 교점으로 구하는 것이 쉽고 편리합니다.




[ 4 ] y = x 직선에 대칭이동


y = x 라는 직선에 대칭인 함수의 그래프는, x 대신에 y 그리고 동시에 () y 대신에 x 를 대입하면 됩니다.

대입하면, 포물선의 식이 x = (y 3)2 이 될 테니까, 이를 y 에 관하여 다시 정리하면,

– x = (y 3)

y  ± √(– x )

y =  ± (– )  3



루트기호 안에 음수(  )로 표시되어서 어렵게 느껴지지요?

고등수학의 [무리함수의 그래프]에서 배우게 되니, 이 내용을 아직 배우지 않은 학생들은 우선, 그래프가 그려진 결과만 보아도 됩니다.

이번에도, 아래 그림에서 빨간색인 반쪽의 포물선 y + (– )  3 
초록색인 반쪽의 포물선 y – (– )  3 을 합치면,

파란색인 y = (x 3)2 과 진짜로 y = x 라는 직선에 대하여 대칭이지요?







이제, 더 어려운 심화 수준의, 일반적인 점에 대한 점대칭직선에 대한 선대칭, 다음 시간에 공부하도록 합니다.




제곱근(6) 분모의 유리화 (1)







분모의 유리화
rationalizing the denominator


"분모를 유리화해야만 정답이예"
 " if the denominator contains radicals,
then it’s not a final answer yet "








제곱근 식의 계산에서 최종적인 답은 반드시 분모를 유리화  후에같은 제곱근을 가진 동류항들을 정리해야만 정답으로 처리됩니다.

분모의 제곱근 식은 간단히 제곱하는 방법으로는 쉽게 유리화가 되지 않으므로, [곱셈공식단원에서 배웠던 합차공식 등을 이용해야 합니다.

최근 들어 쉬워진 수능과 내신의 환경에서는사소한 계산 실수 하나가 너무나 뼈아픈 결과 초래하고 있는 것이 현실인 중학시절부터 계산력 만은 반드시 확실하게 다져 놓기를 바랍니다.





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우선아래의 제곱근 식을 계산하는 과정을   살펴 보도록 합시다.

6 – √3 / √2 24

6 – √3 / √2 + 26

= 3√6 – √3 / √2



 결과를 최종의 정답이라고 채점  있을까요?

자세히 살펴보면동류항끼리 정리되지 않았기 때문에 옳은 정답이   없습니다.

왜냐하면 ?


√3 / √2

= (√3 √2) / (√2 √2)

6 / 2



따라서동류항인 을 포함하는 항들을 모두 정리해 주어야 합니다.


= 3√6 – √3 / √2

= 3√6 – √6 / 2

5√6 / 2





이와 같이 분모에 무리수가 있는 경우에분모의 루트기호를 없애 유리수로 만드는 것을 분모의 유리화’ 라고 합니다.
  


[ 1 ] 단(일)항의 제곱근으로 이루어진 분모

아래의 예와 같이단항만으로 이루어진 분모를 가지는 가장 간단한 유형은, 분모와 동일한 제곱근을 분자와 분모에 곱해 주는 방법으로 유리화를   있습니다.


(1)   √3 / √2

= (√3 √2) / (√2 √2)

6 / 2



(2)   √5 / (2 * √3)

= {√5 (2 * √3)} / {(2 * √3) (2 * √3)}

√(5 * 2 * 3) / (2 * 3)

√30 / 6



또는 (or)



√5 / (2 * √3)

√5 / √6

(√5 √6) / (√6 √6)

√30 / 6





[ 2 ] 항 또는 다항의 제곱근으로 되어 있는 분모

이와는 달리, 분모가 제곱근을 포함하는 이항 또는 다항의 형태로 되어 있는 경우에는, [1]의 방법과 같이 간단히 같은 제곱근을 곱해주거나 분모를 제곱하는 방법만으로는 유리화가 되지 않습니다.


(3)   3 / (2 + 1)

= {3 * (2 + 1)} / {(2 + 1)(2 + 1)}

= (32 + 3) / (2 + 22 + 1)

???



이런 경우우리는 [곱셈공식단원에서 배웠던 합차공식 이용해서 분모를 유리화 해낼  있습니다.

(A + B)(A – B) = A2 – B2




아래와 같이 분모의 제곱근(식) 에 대한 켤레근( 분모와 분자에 똑같이 곱해주면,


(3)   3 / (2 + 1)

= {3 * (– 1)} / {(2 + 1) * (2 – 1)}

= (32 – 3) / (2 – 1)

32 – 3





이번에는똑같은 합차공식 이용해서 제곱근이 개가 있는 분모를 유리화  보도록 할까요?

(A – B)(A + B) = A2 – B2



(4)   1 / (√3 – 2)

(√3 + 2) / {(√3 – 2)(√3 + 2)}

(√3 + 2) / (3 – 2)

√3 + 2







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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....