−5 · 0 · +5 integers
LESSON 2.1 · 약 1차시

정수와 유리수의

0의 반대편이 있다는 발견. 수의 세계가 양쪽으로 무한히 펼쳐집니다.

PROLOGUE · 도입

음수가 필요할까?

동물 5마리, 사과 3개, 책 7권 — 자연수만으로 다 표현되지 않는 것들이 있습니다.

B

브라마굽타 — 음수를 정식 수로

서기 628년 · 인도

고대 그리스인은 음수를 "수가 아니다"라고 거부했습니다. 16세기 유럽 수학자들도 음수를 "부조리한 수"라 불렀고요. 그런데 인도 수학자 브라마굽타는 7세기에 이미 "재산을 +, 빚을 −"로 표현하면서 음수의 사칙연산 규칙까지 체계화했습니다. 음수를 처음 받아들이는 데 인류는 약 천 년이 걸린 셈입니다.

💭 잠깐, 다음을 어떻게 표현할까?

① 한겨울 새벽 기온이 0°C보다 3도 낮음   ② 지난달보다 통장 잔액이 5,000원 줄어듦   ③ 해수면보다 200m 아래에 있는 잠수함

자연수로는 이 "방향"을 표현할 수 없습니다. 그래서 우리는 0을 기준으로 양수와 음수를 도입합니다.

CORE · 양수와 음수

부호로 방향을 표시한다

0보다 큰가 작은가, 그것을 부호 + 와 − 로 약속합니다.

DEFINITION · 정의

양수와 음수

0보다 큰 수를 양수라 하고 그 앞에 양의 부호 +를 붙입니다. 0보다 작은 수를 음수라 하고 그 앞에 음의 부호 를 붙입니다. 0은 양수도 음수도 아닙니다.

$+3,\ +\dfrac{1}{2}$은 양수 · $-3,\ -2.5$는 음수 · $0$은 어느 쪽도 아님
+
양의 부호
"플러스" · "양의"
+1, +5, +0.7
음의 부호
"마이너스" · "음의"
−1, −5, −0.7
PRACTICAL · 표기 약속

+ 부호는 보통 생략합니다

양수 앞의 + 부호는 생략할 수 있습니다. $+3$과 $3$은 같은 수예요. 반면 음수 앞의 − 부호는 반드시 써야 합니다. $-3$은 결코 $3$과 같지 않거든요.

$+5 = 5$    $-5 \ne 5$    $+\dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{2}$    $-\dfrac{1}{2}$는 그대로
CORE · 정수

정수 — 자연수와 0, 그리고 그 반대

자연수에 0과 음의 자연수를 합쳐 새로운 수의 집합을 만듭니다.

DEFINITION · 정의

정수 (Integer)

양의 정수 ($+1, +2, +3, \ldots$ = 자연수)와 음의 정수 ($-1, -2, -3, \ldots$), 그리고 0을 합쳐 정수라고 합니다.

정수: $\ldots, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, \ldots$
SUBSETS · 정수의 분류

세 종류로 나뉜다

양의 정수 (= 자연수): $+1, +2, +3, \ldots$
0 (양수도 음수도 아님)
음의 정수: $-1, -2, -3, \ldots$

CORE · 유리수

유리수 — 분수로 나타낼 수 있는 모든 수

정수만으로는 1/2, 0.7, −3/4 같은 수를 표현할 수 없습니다. 그래서 유리수가 등장합니다.

DEFINITION · 정의

유리수 (Rational number)

분자와 분모가 모두 정수이고, 분모가 0이 아닌 분수 $\dfrac{a}{b}$ 꼴로 나타낼 수 있는 모든 수를 유리수라고 합니다. (단, $b \ne 0$)

유리수: $\dfrac{1}{2},\ -\dfrac{3}{4},\ 0.5\ \left(=\dfrac{1}{2}\right),\ -2\ \left(=\dfrac{-2}{1}\right),\ 0$
CATEGORIES · 유리수의 분류

세 종류로 나뉜다

양의 유리수: 0보다 큰 유리수 ($+\dfrac{1}{2}, +1, +1.5, +3, \ldots$)
0: 음도 양도 아님
음의 유리수: 0보다 작은 유리수 ($-\dfrac{1}{2}, -1, -1.5, -3, \ldots$)

수의 포함 관계

유리수
정수
자연수
1, 2, 3, …
+ 0과 음의 정수
−2, −1, 0
+ 분수 (정수가 아닌 유리수)
−1/2, 1/3, 0.7
CRUCIAL · 핵심 통찰

모든 정수는 유리수다

정수 $3$은 $\dfrac{3}{1}$로 표현할 수 있고, 정수 $-5$는 $\dfrac{-5}{1}$로 표현할 수 있습니다. 따라서 모든 정수는 유리수의 일부입니다.

단, "유리수이지만 정수가 아닌" 수가 따로 있습니다. 분수나 소수 형태 ($\dfrac{1}{2}, 0.7, -1.25$ 등)가 그 예입니다.

자연수 $\subset$ 정수 $\subset$ 유리수
VISUAL · 수직선 위에 표현

모든 유리수는 수직선 위 한 점

수직선은 0을 기준으로 오른쪽은 양수, 왼쪽은 음수가 펼쳐지는 직선입니다.

수직선에 점 찍기

아래 입력란에 수(예: −2, 3, 1.5, −1/2)를 적고 [점 찍기]를 누르세요. 수직선 위 정확한 위치에 점이 표시됩니다.

+
−5
−4
−3
−2
−1
0
+1
+2
+3
+4
+5
−5 ~ +5 범위
QUICK CHECK · 개념 확인

바로 풀어보기

개념을 제대로 익혔는지 5문제로 즉시 확인합니다.

Q1 / 5
다음 중 양수도 음수도 아닌 수는?
Q2 / 5
"이익은 +, 손해는 −"로 약속할 때 4,000원 손해를 부호를 붙여 나타내면?
Q3 / 5
다음 중 정수가 아닌 것은?
Q4 / 5
정수와 유리수에 대한 설명으로 옳은 것은?
Q5 / 5
수직선 위에서 0에서 왼쪽으로 3칸 떨어진 점이 나타내는 수는?
EXAMPLES · 단계별 풀이

예제로 다지기

제목을 클릭하면 풀이가 펼쳐집니다.

EXAMPLE 1 다음 수를 양수와 음수로 분류하시오
다음 수를 양수와 음수로 분류하시오. 0은 따로 둡니다.
$+5,\ -3,\ 0,\ -\dfrac{1}{2},\ +1.8,\ -7,\ +\dfrac{2}{3}$
부호를 본다. +가 붙거나 부호가 없는 수는 양수, −가 붙은 수는 음수.
양수: $+5, +1.8, +\dfrac{2}{3}$ → 3개
음수: $-3, -\dfrac{1}{2}, -7$ → 3개
주의: 0은 양수도 음수도 아닙니다. 분류에서 제외!
양수: $+5, +1.8, +\dfrac{2}{3}$ / 음수: $-3, -\dfrac{1}{2}, -7$ / 0은 제외
EXAMPLE 2 정수와 유리수의 분류 — 7개 수를 분류해 보기
다음 수에 대해, (1) 정수, (2) 유리수이지만 정수가 아닌 수를 각각 구분하시오.
$-3,\ \dfrac{1}{4},\ 0,\ -2.5,\ +7,\ -\dfrac{5}{2},\ +1$
"정수" 판별 기준. 분수·소수 형태가 아닌 (또는 약분해서 분수·소수가 안 되는) 수만 정수.
(1) 정수: $-3, 0, +7, +1$ → 4개
(2) 유리수이지만 정수가 아닌 수: 모두 분수나 소수 형태.
$\dfrac{1}{4}, -2.5\ \left(=-\dfrac{5}{2}\right), -\dfrac{5}{2}$ → 3개
핵심: 위의 7개 수는 모두 유리수입니다. 그중 4개가 정수에도 속하고, 나머지 3개는 정수가 아닌 유리수입니다.
(1) $-3, 0, +7, +1$   (2) $\dfrac{1}{4}, -2.5, -\dfrac{5}{2}$
EXAMPLE 3 실생활 상황을 부호 있는 수로 표현하기
다음 상황을 약속된 부호의 수로 나타내시오.
(1) 영상 12°C — 영하 5°C (영상 = +)
(2) 100m 상승 후 30m 하강 (상승 = +)
(3) 어제보다 8명 줄어듦 (증가 = +)
(1) 영상 12°C = $+12$°C, 영하 5°C = $-5$°C
(2) 100m 상승 = $+100$m, 30m 하강 = $-30$m
(3) "줄어듦"은 감소 → 음수. $-8$명
약속이 핵심. "어느 방향을 +로 정할지"가 정해지면 자연스럽게 반대 방향은 −. 같은 상황도 약속에 따라 부호가 뒤집힐 수 있어요.
(1) +12°C, −5°C   (2) +100m, −30m   (3) −8명
PRACTICE · 난이도별 연습 문제

스스로 풀어보기

★부터 ★★★까지. 막히면 [풀이 보기]를 눌러 단계별 해설을 확인하세요.

기본
★★응용
★★★심화
PROBLEM 01★ 기본
다음 상황을 양수 또는 음수로 나타내시오.
(1) 영상 8°C (영상 = +)
(2) 해저 350m (해수면 = 0, 위 = +)
(3) 100점 만점에 70점 (만점 = +0)
(4) 어제보다 키가 0.3cm 자람 (증가 = +)
SOLUTION · 풀이
(1) 영상은 +. → +8°C
(2) "해저"는 해수면 아래 → −. → −350m
(3) "100점 만점에 70점"은 만점 기준으로 30점 모자람 → 만점에서 −30점. → −30점
(4) 증가 = +. → +0.3cm
(1) +8°C   (2) −350m   (3) −30점   (4) +0.3cm
PROBLEM 02★ 기본
다음 수를 양의 정수, 음의 정수, 양의 유리수(정수 제외), 음의 유리수(정수 제외), 0으로 분류하시오.
$-5,\ +\dfrac{3}{4},\ 0,\ -1.2,\ +6,\ -\dfrac{1}{3},\ +0.5$
SOLUTION · 풀이
양의 정수 (= 자연수): 부호 +이고 정수 → $+6$
음의 정수: 부호 −이고 정수 → $-5$
0: $0$
양의 유리수 (정수 제외): 부호 +이고 분수/소수 → $+\dfrac{3}{4}, +0.5$
음의 유리수 (정수 제외): 부호 −이고 분수/소수 → $-1.2, -\dfrac{1}{3}$
양의 정수: +6 / 음의 정수: −5 / 양의 유리수(정수 제외): +3/4, +0.5 / 음의 유리수(정수 제외): −1.2, −1/3 / 0: 0
PROBLEM 03★ 기본
다음 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ✗로 답하시오.
(1) 모든 자연수는 정수이다.
(2) 모든 정수는 자연수이다.
(3) 0은 정수이다.
(4) 음수는 유리수가 아니다.
SOLUTION · 풀이
(1) 자연수 = 양의 정수. 그러므로 모든 자연수는 정수. →
(2) $-1, 0$은 정수이지만 자연수가 아님. →
(3) 0은 양의 정수도 음의 정수도 아니지만 정수의 정의에 포함됨. →
(4) 음수도 분수 꼴로 쓸 수 있음 (예: $-2 = -\dfrac{2}{1}$). →
포함 관계 : 자연수 $\subset$ 정수 $\subset$ 유리수
(1) ○   (2) ✗   (3) ○   (4) ✗
PROBLEM 04★★ 응용
다음 수 중에서 음의 유리수의 개수를 $a$, 양의 정수의 개수를 $b$라 할 때, $a + b$의 값을 구하시오.
$-3,\ 0,\ -\dfrac{2}{5},\ +\dfrac{7}{1},\ +4.6,\ -1,\ +2$
SOLUTION · 풀이
각 수를 분류.
$-3$ → 음의 정수 (음의 유리수에 포함됨)
$0$ → 0
$-\dfrac{2}{5}$ → 음의 유리수 (정수 아님)
$+\dfrac{7}{1}=+7$ → 양의 정수
$+4.6$ → 양의 유리수 (정수 아님)
$-1$ → 음의 정수 (음의 유리수에 포함됨)
$+2$ → 양의 정수
유의: "음의 유리수"는 음수인 모든 유리수를 의미합니다. 음의 정수도 분수 꼴로 쓸 수 있으니 음의 유리수에 포함됩니다.
음의 유리수: $-3, -\dfrac{2}{5}, -1$ → $a = 3$
양의 정수: $+\dfrac{7}{1}, +2$ → $b = 2$
$a + b = 3 + 2 = 5$
$a + b = 5$
PROBLEM 05★★ 응용
"증가는 +, 감소는 −"로 약속할 때, 다음 상황을 부호 있는 수로 나타내고 결과를 해석하시오.
(1) 통장에 $5{,}000$원 입금
(2) 통장에서 $3{,}000$원 출금
(3) (1), (2) 후 통장 잔액의 총 변화는?
SOLUTION · 풀이
(1) 입금은 잔액이 늘어남 → $+5{,}000$원
(2) 출금은 잔액이 줄어듦 → $-3{,}000$원
(3) 두 변화를 합치면 $(+5{,}000) + (-3{,}000) = +2{,}000$원 → 잔액은 결과적으로 $2{,}000$원 증가.
해석. 음수와 양수의 합은 "양수 쪽이 더 크면 양수, 음수 쪽이 더 크면 음수." 다음 차시에서 본격적으로 다룹니다.
(1) +5,000원   (2) −3,000원   (3) +2,000원 (2,000원 증가)
PROBLEM 06★★ 응용
수직선 위에서 $0$에 대응하는 점을 기준점이라 하자. $-3$에 대응하는 점과 $+5$에 대응하는 점 사이의 거리는 얼마인가?
SOLUTION · 풀이
두 점을 수직선 위에 표시. $-3$은 0에서 왼쪽으로 3칸, $+5$는 0에서 오른쪽으로 5칸.
두 점 사이의 거리는 둘 사이에 놓인 칸의 수.
$-3$에서 $0$까지 3칸 + $0$에서 $+5$까지 5칸 → 합 8칸
두 수 $a$, $b$ 사이의 거리 $= |a - b|$ (절댓값) — 다음 차시에서 배웁니다
8
PROBLEM 07★★★ 심화
자연수, 정수, 유리수에 대한 다음 설명 중 옳은 것을 모두 고르시오.
① 자연수 중에 정수가 아닌 것이 있다.
② 정수 중에 유리수가 아닌 것이 있다.
③ 유리수 중에 정수가 아닌 것이 있다.
④ 음의 정수는 모두 음의 유리수이다.
⑤ 0은 양의 유리수이다.
SOLUTION · 풀이
① 자연수는 양의 정수와 같음. 모두 정수. → 거짓
② 모든 정수는 $\dfrac{a}{1}$ 꼴로 분수 표현 가능 → 유리수임. → 거짓
③ $\dfrac{1}{2}$은 유리수지만 정수가 아님. →
④ 음의 정수 $-3 = -\dfrac{3}{1}$ → 음의 유리수. 모두 그러함. →
⑤ 0은 양수도 음수도 아님. → 거짓
자연수 $\subset$ 정수 $\subset$ 유리수, 0은 양수도 음수도 아님
옳은 것: ③, ④
PROBLEM 08★★★ 심화
수직선 위에서 $-2$와 $+6$의 한가운데에 위치하는 점이 나타내는 수를 구하시오. 또, 그 점이 정수인지 답하시오.
SOLUTION · 풀이
두 점 사이 거리. $-2$에서 $+6$까지 → $2 + 6 = 8$칸.
중점 위치. $-2$에서 오른쪽으로 4칸 이동 → $-2 + 4 = +2$.
다른 풀이. 두 수의 합의 절반: $\dfrac{(-2) + (+6)}{2} = \dfrac{4}{2} = +2$.
두 점 $a, b$의 중점 = $\dfrac{a + b}{2}$
$+2$는 양의 정수이므로 정수.
중점이 나타내는 수: $+2$ (정수임)

오늘 배운 것

양수와 음수의 도입으로 수의 세계가 양쪽으로 확장되었습니다. 다음 차시에서는 절댓값과 수의 대소 관계를 배웁니다.

i.

양수와 음수

0보다 크면 양수(+), 작으면 음수(−). 0은 양수도 음수도 아님.

ii.

정수

양의 정수(자연수), 0, 음의 정수의 모임. 분수·소수는 아님.

iii.

유리수

분자·분모가 정수이고 분모가 0이 아닌 분수 꼴로 표현 가능한 수.

iv.

포함 관계

자연수 $\subset$ 정수 $\subset$ 유리수. 모든 정수는 유리수.

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