equation solutio
LESSON 2.1 · 약 1차시

방정식과 그

"어떤 수에 3을 더하면 7이 된다." — 이미 우리는 일상에서 방정식을 풀고 있습니다. 다만, 그 정체를 정확히 정의할 시간.

PROLOGUE · 도입

"어떤 수에 3을 더하면 7"

유치원에서부터 우리는 이미 방정식을 풀고 있었습니다. 그것을 식으로 정확히 표현하는 법만 모르고 있었을 뿐.

🔍 보물찾기 — 미지의 수

"어떤 수 ☐에 3을 더하면 7이 된다. ☐는 무엇일까?"

+
3
=
7

미지의 수 ☐ 를 문자 $x$로 바꿔 부르면:

$x + 3 = 7$

이 식이 바로 일차방정식입니다. $x$에 어떤 값을 넣어야 양변이 같아질까요?  $x = 4$를 넣으면 $4 + 3 = 7$로 양변이 같아집니다 — 이 4가 바로 방정식의 해.

CORE · 등식

등식 — 두 식이 같다는 약속

먼저 등식이 무엇인지 명확히 합니다. 등호 = 를 쓴 모든 식이 등식입니다.

DEFINITION · 정의

등식 (Equation)

등호 $=$ 를 사용해 두 식이 같음을 나타낸 식. 등호의 왼쪽을 좌변, 오른쪽을 우변이라 하고, 둘을 합쳐 양변이라 합니다.

$3 + 2 = 5$    $x + 1 = 4$    $a - b = c$    ← 모두 등식
⚠ 등식이 아닌 것

등호가 없으면 등식이 아닙니다

다음은 모두 등식이 아닙니다:
• $3 + 2$ → 단순한 식 (등호 없음)
• $x + 5$ → 단순한 식 (등호 없음)
• $x > 3$ → 부등식 (등호가 아닌 부등호)
• $3 \ne 5$ → 등호가 부정형

SPECIAL · 참 등식 vs 거짓 등식

등식도 참·거짓이 있다

$3 + 2 = 5$ — 참인 등식.
$3 + 2 = 6$ — 거짓인 등식. (등호는 있지만 양변이 같지 않음)

변수가 들어간 등식은 변수 값에 따라 참이 되거나 거짓이 될 수 있고, 이게 바로 방정식의 핵심입니다.

CORE · 방정식과 항등식

변수가 들어간 등식 — 두 종류

변수가 포함된 등식은 두 가지로 나뉩니다: 방정식(어떤 값에서만 참)과 항등식(모든 값에서 참).

DEFINITION · 핵심 정의

방정식 (Equation)

변수의 값에 따라 참이 되기도 하고 거짓이 되기도 하는 등식. 즉, 특정한 변수 값에서만 양변이 같아집니다.

$x + 3 = 7$   ($x = 4$일 때 참, 그 외는 거짓)
$2x = 10$   ($x = 5$일 때 참)
DEFINITION · 정의

항등식 (Identity)

변수에 어떤 값을 대입해도 항상 참인 등식. 좌변과 우변이 본질적으로 같은 식.

$x + x = 2x$   (어떤 $x$든 양변은 같음)
$3(x + 1) = 3x + 3$   (분배법칙 — 어떤 $x$든 성립)
종류이유
$3 + 5$등식 아님등호 없음 — 단순한 식
$3 + 5 = 8$참 등식 (수)변수 없음. 그냥 참인 수식
$x + 4 = 10$방정식$x = 6$일 때만 참
$x + x = 2x$항등식어떤 $x$든 항상 참
$2(x - 1) = 2x - 2$항등식분배법칙 — 어떤 $x$든 성립
$2x + 3$등식 아님등호 없음 — 식
$x > 5$등식 아님부등호 — 부등식
CORE · 해

방정식의 를 찾다

방정식을 푼다는 것은 그 방정식을 참으로 만드는 변수 값을 모두 찾는 것입니다.

DEFINITION · 정의

해 (Solution / Root)

방정식을 참이 되게 하는 변수의 값을 그 방정식의 또는 이라고 합니다. 일차방정식은 보통 해가 하나입니다.

$x + 3 = 7$의 해: $x = 4$   (4를 대입하면 $4 + 3 = 7$ ✓)
DEFINITION · 정의

방정식을 푼다 (Solve)

방정식의 모든 해를 찾는 것을 "방정식을 푼다"고 표현합니다.

METHOD · 해 확인 방법

주어진 수가 해인지 어떻게 알까?

그 수를 변수 자리에 대입해서 좌변과 우변이 같으면 해, 다르면 해가 아닙니다.

예: $2x - 1 = 5$에 $x = 3$이 해일까?
좌변에 대입: $2(3) - 1 = 6 - 1 = 5$. 우변도 $5$. 같음 → $x = 3$은 해 ✓

GAME · 분류 게임

방정식 분류 게임

아래에 나타나는 식을 보고 알맞게 분류해 보세요. 7문제 연속 미니 게임.

🎯 다음 식의 종류는?

식을 보고 [방정식 / 항등식 / 등식 아님] 중 하나를 선택하세요.

$x + 3 = 7$
QUESTION 1 / 7
맞춘 개수: 0 / 7
INTERACTIVE · 해 확인기

대입해서 해인지 확인

방정식과 후보 값을 골라 자동으로 양변을 계산해 비교합니다.

🔍 주어진 수가 방정식의 해인지 확인

방정식을 하나 선택하고, $x$의 후보 값을 입력해 보세요.

방정식을 하나 선택하고 [양변 비교]를 눌러 보세요
QUICK CHECK · 개념 확인

바로 풀어보기

개념을 제대로 익혔는지 5문제로 즉시 확인합니다.

Q1 / 5
다음 중 방정식인 것은?
Q2 / 5
방정식 $2x = 14$의 는?
Q3 / 5
다음 중 항등식인 것은?
Q4 / 5
$x = 3$이 방정식 $\boxed{?}$의 해가 아닌 것은?
Q5 / 5
"어떤 수의 3배에서 4를 빼면 8과 같다"를 방정식으로 나타내면?
EXAMPLES · 단계별 풀이

예제로 다지기

제목을 클릭하면 풀이가 펼쳐집니다.

EXAMPLE 1 다음 식 중 등식·방정식·항등식·등식 아닌 것을 분류하시오
다음 식을 분류하시오.
(1) $3 + 5 = 8$   (2) $x + 2$   (3) $2x - 1 = 7$   (4) $5x = 5 \times x$
(1) $3 + 5 = 8$. 등호 있음, 변수 없음, 양변 같음 → 참인 등식 (수식).
(2) $x + 2$. 등호 없음 → 등식이 아님 (단순한 일차식).
(3) $2x - 1 = 7$. 등호 있음, 변수 있음. $x = 4$일 때만 참 → 방정식.
(4) $5x = 5 \times x$. 어떤 $x$든 양변 동일 → 항등식.
(1) 등식 / (2) 등식 아님 / (3) 방정식 / (4) 항등식
EXAMPLE 2 $x = 5$가 방정식 $3x - 7 = 8$의 해인지 확인
$x = 5$가 방정식 $3x - 7 = 8$의 해인지 확인하시오.
좌변에 $x = 5$ 대입. $3(5) - 7 = 15 - 7 = 8$.
우변과 비교. 좌변 = 8, 우변 = 8 → 두 값이 같음.
결론. 양변이 같으므로 $x = 5$는 이 방정식의 .
$x = 5$는 방정식 $3x - 7 = 8$의 해이다.
EXAMPLE 3 일상 표현을 방정식으로
"어떤 수에 5를 더한 후 2를 곱했더니 16이 되었다." 이 문장을 방정식으로 나타내고, 해를 추측해 확인하시오.
"어떤 수"를 $x$로 둔다.
차례로 식으로 표현.
"5를 더한" → $x + 5$
"2를 곱했더니" → $2(x + 5)$
"16이 되었다" → $2(x + 5) = 16$
해 추측. $x + 5$가 8이어야 하므로 $x = 3$. 확인: $2(3 + 5) = 2 \times 8 = 16$ ✓
주의: "5를 더한 후 2를 곱"이므로 $x + 5$ 전체에 2를 곱해야 함. $2x + 5 = 16$이 아니라 $2(x + 5) = 16$.
방정식: $2(x + 5) = 16$ / 해: $x = 3$
EXAMPLE 4 방정식과 항등식 구별 — $a(x + b) = ax + ab$의 정체
$3(x + 2) = 3x + 6$은 방정식인가 항등식인가?
좌변을 분배법칙으로 전개. $3(x + 2) = 3x + 6$.
우변과 비교. 둘이 똑같음.
판단. 어떤 $x$를 대입해도 양변이 같음 → 항등식.
핵심: 분배법칙·동류항 정리 등 식의 변형으로 얻어지는 등식은 항상 항등식. 항등식은 "값을 찾는" 문제가 아니라 "식이 같다는 사실"을 표현합니다.
항등식 (어떤 $x$든 항상 성립)
PRACTICE · 난이도별 연습 문제

스스로 풀어보기

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

기본
★★응용
★★★심화
PROBLEM 01★ 기본
다음 중 등식을 모두 고르시오.
(1) $3x + 1$   (2) $5 = 5$   (3) $2x = 10$   (4) $x - 4 < 7$   (5) $x + x = 2x$
SOLUTION · 풀이
등식 = 등호(=)가 있는 식.
(1) 등호 없음 → 등식 아님 (단순 식)
(2) 등호 있음 → 등식 ✓ (참인 수식)
(3) 등호 있음 → 등식 ✓ (방정식)
(4) 등호 아닌 부등호 → 등식 아님 (부등식)
(5) 등호 있음 → 등식 ✓ (항등식)
(2), (3), (5)
PROBLEM 02★ 기본
다음 방정식의 를 찾으시오. (보기 중 대입해 확인)
(1) $x + 5 = 12$   (2) $3x = 24$   (3) $x - 2 = -8$
SOLUTION · 풀이
(1) $x + 5 = 12$ → $x = 7$. 확인: $7 + 5 = 12$ ✓
(2) $3x = 24$ → $x = 8$. 확인: $3 \times 8 = 24$ ✓
(3) $x - 2 = -8$ → $x = -6$. 확인: $-6 - 2 = -8$ ✓
방법: 다음 차시에서 등식의 성질을 이용해 체계적으로 해를 구하는 법을 배웁니다. 지금은 "양변이 같아지는 값"을 추측·확인하면 충분.
(1) $x = 7$   (2) $x = 8$   (3) $x = -6$
PROBLEM 03★ 기본
$x = -2$가 다음 방정식의 해인지 확인하시오.
(1) $x + 7 = 5$   (2) $2x - 3 = 1$   (3) $-3x = 6$
SOLUTION · 풀이
(1) 좌변: $(-2) + 7 = 5$. 우변: 5. 같음 → 해 ✓
(2) 좌변: $2(-2) - 3 = -4 - 3 = -7$. 우변: 1. 다름 → 해 아님
(3) 좌변: $-3 \times (-2) = +6$. 우변: 6. 같음 → 해 ✓
(1) 해 ✓ / (2) 해 아님 / (3) 해 ✓
PROBLEM 04★★ 응용
다음 문장을 방정식으로 나타내시오. (어떤 수를 $x$로 둔다)
(1) 어떤 수의 4배에 7을 더하면 23이 된다.
(2) 어떤 수에 6을 더한 후 3으로 나누면 5가 된다.
(3) 어떤 수의 2배에서 그 수를 빼면 11이다.
SOLUTION · 풀이
(1) "어떤 수의 4배" → $4x$. "7을 더하면" → $4x + 7$. "23이 된다" → $4x + 7 = 23$
(2) "어떤 수에 6을 더한" → $x + 6$. "3으로 나누면" → $\dfrac{x+6}{3}$. "5가 된다" → $\dfrac{x + 6}{3} = 5$
(3) "어떤 수의 2배" → $2x$. "그 수를 빼면" → $2x - x$. "11이다" → $2x - x = 11$
참고: (3)의 좌변 $2x - x = x$이므로 이 방정식은 결국 $x = 11$로 정리됩니다.
(1) $4x + 7 = 23$   (2) $\dfrac{x + 6}{3} = 5$   (3) $2x - x = 11$
PROBLEM 05★★ 응용
다음 식이 방정식인지 항등식인지 판단하시오.
(1) $x + 3 = 3 + x$   (2) $2x + 5 = 13$   (3) $3(x - 1) = 3x - 1$   (4) $4x + 8 = 4(x + 2)$
SOLUTION · 풀이
(1) $x + 3 = 3 + x$ — 덧셈의 교환법칙. 어떤 $x$든 성립 → 항등식
(2) $2x + 5 = 13$ — $x = 4$일 때만 참 → 방정식
(3) $3(x - 1) = 3x - 1$? 좌변 분배: $3x - 3$. 우변: $3x - 1$. 두 식 다름 → 일반적으로 참 아님. $3x - 3 = 3x - 1$에서 $-3 = -1$로 모순 → 해가 없는 방정식 (또는 거짓 등식)
(4) $4x + 8 = 4(x + 2)$ → 우변 분배: $4x + 8$. 양변 동일 → 항등식
주의: (3)처럼 분배법칙을 잘못 적용해 만든 식은 어떤 $x$로도 성립하지 않습니다. "해가 없다"고 표현하기도 합니다.
(1) 항등식   (2) 방정식   (3) 거짓 (해 없음)   (4) 항등식
PROBLEM 06★★ 응용
다음 중 $x = 4$를 해로 갖는 방정식을 모두 고르시오.
(1) $x + 1 = 5$   (2) $2x - 3 = 5$   (3) $3x = 16$   (4) $x^2 = 16$   (5) $\dfrac{x}{2} = 2$
SOLUTION · 풀이
$x = 4$를 각각 대입.
(1) $4 + 1 = 5$ ✓ 해
(2) $2(4) - 3 = 8 - 3 = 5$ ✓ 해
(3) $3(4) = 12 \ne 16$ ✗ 해 아님
(4) $4^2 = 16$ ✓ 해 (이건 일차방정식이 아니라 이차방정식이지만)
(5) $\dfrac{4}{2} = 2$ ✓ 해
(1), (2), (4), (5)
PROBLEM 07★★★ 심화
방정식 $ax + 3 = 11$의 해가 $x = 2$일 때, 상수 $a$의 값을 구하시오.
SOLUTION · 풀이
$x = 2$가 해 $\Rightarrow$ 대입하면 양변이 같음.
$a \times 2 + 3 = 11$
$2a + 3 = 11$
$a$에 대한 새 방정식. $2a = 8$ → $a = 4$.
검증. $a = 4$일 때 원 방정식은 $4x + 3 = 11$. $x = 2$ 대입: $8 + 3 = 11$ ✓
해를 대입하면 양변이 같다는 사실이 새로운 방정식을 만든다 — 계수 미지수 문제의 핵심 전략
$a = 4$
PROBLEM 08★★★ 심화
등식 $(a - 2)x + (b + 1) = 0$이 $x$에 대한 항등식이 되도록 하는 상수 $a$, $b$의 값을 구하시오.
SOLUTION · 풀이
항등식의 의미. 모든 $x$에서 $(a - 2)x + (b + 1) = 0$이 성립해야 함.
핵심 통찰. 모든 $x$에 대해 좌변이 0이 되려면 $x$의 계수도 0, 상수항도 0이어야 합니다. 그렇지 않으면 어떤 특정한 $x$ 값에서만 0이 되거든요.
$x$의 계수 = 0. $a - 2 = 0$ → $a = 2$.
상수항 = 0. $b + 1 = 0$ → $b = -1$.
항등식 조건: $ax + b = 0$이 항등식 $\Leftrightarrow a = 0$ 그리고 $b = 0$
왜 그럴까? $a \ne 0$이면 $x = -b/a$가 유일한 해인 방정식이 됨 — 항등식이 아닙니다. $a = 0$이지만 $b \ne 0$이면 $0 \cdot x + b = b \ne 0$으로 항상 거짓.
$a = 2$, $b = -1$

오늘 배운 것

등식·방정식·항등식의 차이와 해의 의미. 다음 차시에서는 등식의 성질을 이용해 직접 방정식을 풀어봅니다.

i.

등식

등호 = 를 쓴 모든 식. 좌변과 우변.

ii.

방정식

특정 변수 값에서만 참이 되는 등식.

iii.

항등식

어떤 변수 값에서도 항상 참인 등식.

iv.

해 (Solution)

방정식을 참으로 만드는 변수 값. 푼다 = 모든 해 찾기.

← 2. 일차방정식 차례 NEXT · 2.2 등식의 성질 →