정의 — 뜻, 외우기성질·공식 — 외우기주의 — 틀리기 쉬운 곳예 — 이해만점선 밑줄 다른 개념과 이어진 말 — 오른쪽 카드(휴대폰은 오른쪽 ‹ 탭)에서 청록 앞 개념 · 주황 뒤 개념형광 핵심 용어
1인수정리와 그 역
정의인수정리
다항식 f(x) 에 대하여 f(a)=0 이면 f(x) 는 x−a 로 나누어떨어진다. 거꾸로 f(x) 가 x−a 로 나누어떨어지면 f(a)=0 이다.
공식다음 네 문장은 모두 같은 뜻
값으로
f(a)=0
나눗셈으로
f(x)는x−a로나누어떨어진다
f(x) 를 x−a 로 나눈 나머지가 0.
인수로
f(x)=(x−a)Q(x)
x−a 가 f(x) 의 인수이다. Q(x) 는 몫.
방정식으로
x=a는f(x)=0의근
f(x) 의 인수를 찾는 것은 방정식 f(x)=0 의 근을 찾는 것과 같은 일이다.
학생
f(a)=0 이면 왜 x−a 가 인수예요?
쌤
f(x) 를 x−a 로 나눈 나머지는 f(a) 예요. 그래서 f(a)=0 이면 나머지가 0, 즉 나누어떨어지니까 x−a 가 인수예요.
성질틀로 외우기
f(□)=0⟺x−□ 가 인수
□ 자리에는 음수도 분수도 들어간다. 「x 빼기 □」의 꼴로 읽는다. f(−3)=0 이면 x−(−3)=x+3 이 인수 f(21)=0 이면 x−21 가 인수 곧 2(x−21)=2x−1 도 인수 일반적으로 일차식 ax+b 가 인수 ⟺f(−ab)=0 ax+b=0 이 되는 x 를 넣는다.
f(x)=x3−4x2+x+6
f(2)=8−16+2+6=0
↳◀x−2 는 인수
f(−1)=−1−4−1+6=0
↳◀x+1 도 인수
f(1)=1−4+1+6=4=0
↳◀x−1 은 인수가 아니에요
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
f(x)=x3+x2−4x−4 에서 f(−2)=0 일 때, f(x) 의 인수인 것은?
+자세히 보기펼치기접기예제 2성질 더 보기왜 그런지
왜 그런가
f(x)=(x−a)Q(x)+R
↳◀나눗셈 결과(항등식)
f(a)=R
↳◀x=a 를 넣어요
f(a)=0⇒f(x)=(x−a)Q(x)
↳◀R=0 이면 인수
거꾸로 f(x)=(x−a)Q(x) 이면 x=a 를 넣어 f(a)=0 이에요.
계수가 바뀐 경우
f(x)=2x3−3x2−3x+2
f(21)=41−43−23+2=0
↳◀2x−1 이 인수
f(2)=16−12−6+2=0
↳◀x−2 가 인수
f(−1)=−2−3+3+2=0
↳◀x+1 이 인수
성질이차식으로 나누어떨어질 조건
f(x) 가 (x−α)(x−β) (α=β) 로 나누어떨어지면 x−α, x−β 가 모두 인수이므로 f(α)=0,f(β)=0예: x2−3x+2=(x−1)(x−2) 로 나누어떨어지려면 f(1)=0 이고 f(2)=0 이어야 한다.
거꾸로 쓰는 방향: 「x−1 이 인수가 되도록 계수를 정하라」는 조건은 곧바로 f(1)=0 이라는 방정식이 돼요. 나누어 볼 필요 없이 값을 넣어 등식을 세워요(예제 1).
2조립제법과 그 원리
조립제법은 다항식을 일차식 x−a 로 나눌 때 계수만 써서 몫과 나머지를 구하는 방법이에요. 새로운 계산이 아니라, 직접 나눗셈에서 매번 되풀이되는 계산만 남긴 거예요.
같은 나눗셈을 조립제법으로
x3−4x2+x+6 을 x−2 로 나누기
2
1
−4
1
6
2
−4
−6
1
−2
−3
0
몫x2−2x−3나머지0
윗줄: 계수 가운데 줄: 바로 앞 아랫줄 수 × 2 아랫줄: 위 두 수의 합 직접 나눗셈에서 「−2 를 곱해 빼기」를 「2 를 곱해 더하기」로 바꾼 거예요.
조립제법 순서
1
왼쪽에 나누는 식 x−a 를 0 으로 만드는 수 a 를 써요.
x+2 로 나누면 −2.
2
계수를 차수가 높은 것부터 늘어놓아요.
빠진 차수가 있으면 그 자리에 0 을 써요.
3
첫 계수를 그대로 아랫줄로 내려요.
4
내린 수에 a 를 곱해 다음 계수 아래에 쓰고, 위아래를 더해요. 끝까지 반복해요.
외우기: 「내리고 → 곱하고 → 더하고」
5
아랫줄 마지막 수가 나머지, 나머지 수가 몫의 계수예요.
몫은 처음 식보다 차수가 하나 낮아요.
학생
조립제법은 왜 그렇게 계산해도 돼요?
쌤
직접 나눗셈의 「−a 를 곱해 빼기」를 「a 를 곱해 더하기」로 바꾼 것뿐이에요. 그래서 계수만으로 같은 몫과 나머지가 나와요.
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
x3−2x2+3 을 x+1 로 나눈 나머지는?
빠진 차수의 0
✗ 틀린 풀이
계수 1,−3,2 로 조립제법을 하면 아랫줄 1,−5,12
왜 틀렸나조립제법에서는 빠진 차수의 계수를 0 으로 채워 모든 차수의 자리를 지켜야 한다.
↓
✓ 바른 풀이
계수 1,0,−3,2 로 조립제법을 하면 아랫줄 1,−2,1,0
바른 계수 1,0,−3,2 처럼 계수의 개수는 최고차수보다 1 많아야 한다.
x+2 로 나눌 때 왼쪽에 쓰는 수
✗ 틀린 풀이
왼쪽에 2
왜 틀렸나조립제법 왼쪽에는 나누는 식을 0 으로 만드는 값을 쓰므로 x+2 이면 −2 이다.
↓
✓ 바른 풀이
왼쪽에 −2
x+2=x−(−2) 로 바꾸어 쓰면 왼쪽에 쓸 수가 바로 보인다.
+자세히 보기펼치기접기예제 3성질 더 보기
직접 나눗셈
(x3−4x2+x+6)÷(x−2)
x2−2x−3x−2x3−4x2+x+6
1−(x3−2x2)−2x2+x+6
2−(−2x2+4x)−3x+6
3−(−3x+6)0
1x3÷x=x2 → x2(x−2)=x3−2x2 를 빼면 −4x2−(−2x2)=−2x2
2−2x2÷x=−2x → −2x(x−2)=−2x2+4x 를 빼면 x−4x=−3x
3−3x÷x=−3 → −3(x−2)=−3x+6 을 빼면 나머지 0
몫x2−2x−3나머지0
몫의 계수 1,−2,−3 과 나머지 0 이 아래 조립제법 아랫줄과 똑같아요.
성질왜 「곱해서 더하기」인가
계수 비교
x3+px2+qx+r=(x−a)(x2+ux+v)+R 의 오른쪽을 전개하면 x3+(u−a)x2+(v−au)x+(R−av) 계수를 비교하면 u=p+a⋅1 v=q+a⋅u R=r+a⋅v 즉 「바로 앞에서 얻은 수에 a 를 곱해 다음 계수에 더한다」. 이것이 조립제법의 규칙 그대로이다.
나머지 4 는 f(1)=4 와 같아요(나머지정리로 검산). 따라서 x−1 은 인수가 아니에요.
빠진 차수가 있을 때
x3−3x+2 를 x+2 로 나누기
−2
1
0
−3
2
−2
4
−2
1
−2
1
0
몫x2−2x+1나머지0
x2 항이 없으므로 계수 자리에 0 을 써요. 나머지가 0 이므로 x3−3x+2=(x+2)(x2−2x+1)=(x+2)(x−1)2
3일차식 ax+b 로 나누는 조립제법
성질ax+b 로 나누는 조립제법
x+ab 로 조립제법을 한 뒤 몫만 a 로 나눈다. 나머지는 그대로이다. x+ab 로 나눈 몫이 Q(x), 나머지가 R 이면 ax+b 로 나눈 몫은 aQ(x), 나머지는 R 이다.
2x3−2x2−6x+5 를 2x−4 로 나누기
먼저 x−2 로
2
2
−2
−6
5
4
4
−4
2
2
−2
1
몫2x2+2x−2나머지1
2x−4=2(x−2) 이므로 왼쪽에 2 를 써요. 이 표의 몫 2x2+2x−2 는 x−2 로 나눈 몫이에요. 2x−4 로 나눈 몫은 이것을 2 로 나눈 x2+x−1 이에요. 나머지는 그대로 1 이에요.
학생
몫만 a 로 나누고 나머지는 왜 그대로예요?
쌤
f(x)=(x+ab)Q(x)+R=(ax+b)⋅aQ(x)+R 이라서 몫은 aQ(x) 이고 나머지는 R 그대로예요.
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
4x2+2x−1 을 2x+1 로 나눈 몫과 나머지는?
몫을 a 로 나누는 것을 잊기
✗ 틀린 풀이
2x−4 로 나눈 몫 2x2+2x−2 나머지 1
왜 틀렸나2x−4=2(x−2) 이므로 조립제법으로 얻은 몫을 2 로 나누어야 하고, 나머지는 그대로이다.
↓
✓ 바른 풀이
2x−4 로 나눈 몫 x2+x−1 나머지 1
확인: (2x−4)(x2+x−1)+1=2x3−2x2−6x+5 로 처음 식과 같다.
+자세히 보기펼치기접기왜 그런지예제 2
왜 그런가: 조립제법은 x 의 계수가 1 인 x−a 로 나눌 때 쓰는 방법이에요. ax+b=a(x+ab) 이므로 f(x)=(x+ab)Q(x)+R =(ax+b)⋅aQ(x)+R
검산
(2x−4)(x2+x−1)+1
↳◀나누는 식×몫+나머지
=2x3−2x2−6x+4+1
↳◀전개해요
=2x3−2x2−6x+5
↳◀처음 식 ✓
나머지정리로도 확인해요. 2x−4=0 인 x=2 를 넣으면 f(2)=16−8−12+5=1 ✓
근이 분수일 때
2x3−3x2−3x+2 를 2x−1 로 나누기
21
2
−3
−3
2
1
−1
−2
2
−2
−4
0
몫2x2−2x−4나머지0
2x−1=2(x−21) 이므로 왼쪽에 21 를 써요. x−21 로 나눈 몫 2x2−2x−4 를 2 로 나누면 2x−1 로 나눈 몫 x2−x−2, 나머지 0 은 그대로예요. 따라서 2x3−3x2−3x+2=(2x−1)(x2−x−2)=(2x−1)(x−2)(x+1)
4인수정리를 이용한 고차식의 인수분해
성질대입해 볼 값의 후보
계수가 정수인 다항식에서 f(α)=0 이 되는 유리수 α 의 후보는 ±(최고차항계수의약수)(상수항의약수)이유: qx−p (p,q 는 서로소인 정수)가 인수이면 f(x)=(qx−p)(⋯) 를 전개했을 때 최고차항 계수는 q 의 배수, 상수항은 p 의 배수가 된다. 최고차항 계수가 1 이면 상수항의 약수만 넣어 보면 된다.
학생
후보가 많으면 어떤 값부터 넣어요?
쌤
±1 처럼 간단한 수부터 넣어요. 계수의 합이 0 이면 f(1)=0 이라서 x−1 이 바로 인수예요.
절차
2x3−3x2−3x+2 를 인수분해하기
1
후보는 ±(2의약수)(2의약수) 꼴이에요. 따라서 ±1,±2,±21
2
간단한 수부터 대입해요. f(1)=−2 f(−1)=0 이므로 x+1 이 인수
인수를 하나만 찾으면 돼요.
3
조립제법으로 x+1 로 나눠요(아래 그림). 몫은 2x2−5x+2, 나머지는 0
나머지가 0 이 아니면 계산이 틀린 거예요.
4
몫을 다시 인수분해해요. 2x2−5x+2=(2x−1)(x−2)
몫이 이차식이면 {{see:common-math-1/factor-formula|인수분해 공식}}으로, 삼차 이상이면 이 절차를 반복해요.
5
답: (x+1)(2x−1)(x−2)
6
검산 x=0 을 넣으면 1⋅(−1)⋅(−2)=2 로 상수항과 같아요 ✓ x=3 을 넣으면 4⋅5⋅1=20=f(3) ✓
위 셋째 단계의 조립제법
−1
2
−3
−3
2
−2
5
−2
2
−5
2
0
몫2x2−5x+2나머지0
몫 2x2−5x+2 (최고차항 계수 2 가 그대로 내려와요)
바로 확인방금 배운 것, 10초 문제
x3−4x2+x+2 에서 계수의 합을 보고 바로 알 수 있는 인수는?
인수 하나를 찾으면 차수가 하나 낮아져요. 몫을 다시 인수분해 해야 끝나요.
+자세히 보기펼치기접기성질 더 보기왜 그런지예제 2
성질빨리 알아보는 두 가지
계수의 합이 0 이면 f(1)=0 이므로 x−1 이 인수 (짝수 차 항의 계수 합) = (홀수 차 항의 계수 합)이면 f(−1)=0 이므로 x+1 이 인수 예: x3−2x2−x+2 에서 계수의 합은 1−2−1+2=0 짝수 차 항의 계수 합 −2+2 와 홀수 차 항의 계수 합 1+(−1) 이 같다. 따라서 x−1, x+1 이 모두 인수이다.
사차식이면 몫(삼차식)에서 또 인수를 찾아 조립제법을 한 번 더 써요. 같은 인수가 두 번 나올 수도 있어요. 이 방법은 삼차방정식과 사차방정식을 풀 때 그대로 써요.