aequalitas balance
LESSON 2.2 · 약 1차시

등식의 성질과 이항

"양변에 같은 조작을 하면 균형은 깨지지 않는다." 저울의 비유 하나로 모든 방정식 풀이가 가능해집니다.

PROLOGUE · 도입

저울의 균형을 지키는 법

방정식 $x + 3 = 7$은 양쪽이 정확히 균형 잡힌 저울입니다. 어떻게 하면 균형을 유지하면서 $x$만 한쪽에 남길 수 있을까요?

⚖️ 두 가지 약속

"저울이 평형을 이루고 있다면, 양쪽에서 똑같은 양을 더하거나 빼도 평형은 유지된다."

x + 3 7 평형 · 등식 성립

양변에서 3을 동시에 빼면 → $x = 7 - 3 = 4$. 양변이 같은 변화를 받았기에 평형은 그대로!

CORE · 등식의 4가지 성질

양변에 같은 조작 네 가지

등식 $a = b$가 성립할 때, 양변에 같은 수를 더하거나, 빼거나, 곱하거나, (0이 아닌 수로) 나누어도 등식은 그대로 성립합니다.

PROPERTY · I

① 양변에 같은 수를 더해도 성립

$a = b \Rightarrow a + c = b + c$
등식의 양변에 같은 수 $c$를 더해도 등식은 그대로 성립합니다.
$x - 3 = 5$ → 양변에 +3 → $x = 8$
PROPERTY · II

② 양변에서 같은 수를 빼도 성립

$a = b \Rightarrow a - c = b - c$
등식의 양변에서 같은 수 $c$를 빼도 등식은 성립합니다.
$x + 4 = 10$ → 양변에 −4 → $x = 6$
PROPERTY · III

③ 양변에 같은 수를 곱해도 성립

$a = b \Rightarrow a \times c = b \times c$
등식의 양변에 같은 수 $c$를 곱해도 등식은 성립합니다.
$\dfrac{x}{3} = 4$ → 양변에 ×3 → $x = 12$
PROPERTY · IV

④ 양변을 같은 수로 나눠도 성립 ($c \ne 0$)

$a = b,\ c \ne 0 \Rightarrow \dfrac{a}{c} = \dfrac{b}{c}$
단, 0이 아닌 수로만 나눌 수 있습니다.
$3x = 15$ → 양변 ÷3 → $x = 5$
⚠ CRITICAL · 0으로 나눌 수 없음

등식의 양변을 0으로 나누면?

0으로 나누기는 수학에서 정의되지 않습니다. 예를 들어 $\dfrac{5}{0}$이라는 수는 존재하지 않아요. 어떤 수에 0을 곱해도 5가 될 수 없기 때문이죠.

따라서 등식의 양변을 0으로 나누는 변형은 절대로 불가능합니다.

INTERACTIVE · 저울 시뮬레이터

양변에 똑같은 조작을 가해 보세요

아래 시뮬레이터로 등식의 4가지 성질을 직접 체험합니다. 양변에 항상 같은 조작을 가하면 균형이 깨지지 않습니다.

인터랙티브 저울

시작 등식: $x + 3 = 7$. 양변에 같은 조작을 적용해 보세요.

x + 3
=
7
→ 위 등식의 양변에 같은 수를 적용합니다

📜 조작 기록

아직 조작이 없습니다.
GOAL · 풀이의 목적

$x$를 한쪽에 분리하라

위 시뮬레이터에서 $x + 3 = 7$을 풀려면, 양변에서 −3을 하면 됩니다. → $x = 4$. 이게 바로 방정식 풀이의 핵심 — 양변에 똑같은 조작을 가해 $x$만 한쪽에 남기는 것.

CORE · 이항

이항 — 등식 성질의 지름길

"양변에 +3을 한다"고 일일이 쓰는 대신, "+3을 우변으로 옮기면서 부호를 바꾸자"라는 단축 표기가 바로 이항입니다.

DEFINITION · 정의

이항 (Transposition)

등식의 한 변에 있는 항을 부호를 반대로 바꾸어 반대 변으로 옮기는 것을 이항이라고 합니다.

$x + 3 = 7$ → 좌변의 $+3$을 부호 바꿔 우변으로 → $x = 7 - 3 = 4$

이항의 과정 — $x + 3 = 7$

x + 3 = 7
x = 7 − 3
=
x = 4

좌변의 +3이 우변으로 가면서 부호가 −로 바뀌었습니다

변형 전이항변형 후
$x + 5 = 12$+5 → 우변, 부호 ↓$x = 12 - 5$
$x - 4 = 7$−4 → 우변, 부호 ↑$x = 7 + 4$
$3 + x = 10$+3 → 우변, 부호 ↓$x = 10 - 3$
$2x = 5 + x$+x → 좌변, 부호 ↓$2x - x = 5$
$5 = x + 2$+2 → 좌변, 부호 ↓$5 - 2 = x$
PRINCIPLE · 이항의 원리

이항 = 양변에 같은 수를 더하거나 빼는 것

이항은 결국 등식의 성질 ①과 ②의 단축 표기입니다. $x + 3 = 7$에서 "+3을 이항한다"는 것은 사실 "양변에서 3을 뺀다"를 빠르게 쓰는 방법:

$x + 3 = 7$
$x + 3 \color{#dc2626}{-3} = 7 \color{#dc2626}{-3}$ (양변에서 3을 뺌)
$x = 4$

매번 양변에 같은 수를 더하고 빼는 과정을 적기보다는, "부호 바꿔 옮긴다"고 압축하는 것입니다. 곱셈·나눗셈은 이항이라 부르지 않습니다 — 양변에 같은 수를 곱하거나 나누는 것으로만 처리.

INTERACTIVE · 이항 시뮬레이터

이항 단계별 풀이

아래 식을 하나 골라 이항으로 $x$를 분리해 가는 과정을 확인하세요.

🔮 이항으로 $x$ 찾기

식을 클릭하면 이항 과정을 단계별로 보여줍니다.

위의 식을 하나 클릭해 보세요
QUICK CHECK · 개념 확인

바로 풀어보기

개념을 제대로 익혔는지 5문제로 즉시 확인합니다.

Q1 / 5
$x - 5 = 3$의 양변에 같은 수를 더해서 $x$만 좌변에 남기려면?
Q2 / 5
$2x = 14$의 양변에 같은 조작을 해서 $x$를 구하려면?
Q3 / 5
$x + 7 = 11$을 이항으로 풀면 첫 단계는?
Q4 / 5
$3x - 5 = 10$에서 $-5$를 이항하면?
Q5 / 5
등식의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
EXAMPLES · 단계별 풀이

예제로 다지기

제목을 클릭하면 풀이가 펼쳐집니다.

EXAMPLE 1 등식의 성질로 풀기 — $x - 4 = 9$
방정식 $x - 4 = 9$의 해를 등식의 성질을 이용해 구하시오.
목표: $x$만 좌변에 남기기. 현재 좌변에 $-4$가 함께 있다.
등식의 성질 ①. 양변에 같은 수 $+4$를 더한다.
$x - 4 + 4 = 9 + 4$
$x = 13$
검산. $x = 13$ 대입: $13 - 4 = 9$ ✓
$x = 13$
EXAMPLE 2 등식의 성질로 풀기 — $5x = 20$
방정식 $5x = 20$의 해를 등식의 성질을 이용해 구하시오.
목표: $x$만 남기기. 현재 좌변은 $5x$ (5와 $x$의 곱).
등식의 성질 ④. 양변을 같은 수 5로 나눈다 (5 ≠ 0).
$\dfrac{5x}{5} = \dfrac{20}{5}$
$x = 4$
검산. $x = 4$ 대입: $5 \times 4 = 20$ ✓
$x = 4$
EXAMPLE 3 이항으로 풀기 — $2x + 7 = 13$
방정식 $2x + 7 = 13$의 해를 이항을 이용해 구하시오.
① 상수항 +7을 이항. 부호 바꿔 우변으로.
$2x = 13 - 7$
$2x = 6$
② $x$의 계수로 양변을 나눔. (이항이 아닌, 곱셈·나눗셈 성질)
$x = \dfrac{6}{2} = 3$
2단계 절차: 상수항을 이항해 $x$ 항만 남긴 후, $x$의 계수로 양변을 나누어 $x$를 분리. 이게 모든 일차방정식 풀이의 표준 절차.
$x = 3$
EXAMPLE 4 양변에 $x$가 있는 경우 — $3x = x + 8$
방정식 $3x = x + 8$의 해를 구하시오.
① 우변의 $x$를 좌변으로 이항.
$3x - x = 8$
② 동류항 정리. $3x - x = 2x$.
$2x = 8$
③ $x$의 계수 2로 양변 나누기.
$x = 4$
패턴: 미지수가 양변에 있으면 한쪽으로 모은다. 보통 미지수는 좌변에, 상수는 우변에 정리하는 게 표준.
$x = 4$
PRACTICE · 난이도별 연습 문제

스스로 풀어보기

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

기본
★★응용
★★★심화
PROBLEM 01★ 기본
다음 방정식을 등식의 성질을 이용해 푸시오.
(1) $x + 6 = 11$   (2) $x - 4 = -3$   (3) $\dfrac{x}{3} = 5$   (4) $4x = 20$
SOLUTION · 풀이
(1) 양변에서 6을 뺌: $x = 11 - 6 = 5$
(2) 양변에 4를 더함: $x = -3 + 4 = 1$
(3) 양변에 3을 곱함: $x = 5 \times 3 = 15$
(4) 양변을 4로 나눔: $x = 20 \div 4 = 5$
(1) $x = 5$   (2) $x = 1$   (3) $x = 15$   (4) $x = 5$
PROBLEM 02★ 기본
다음 방정식을 이항을 이용해 푸시오.
(1) $x + 8 = 3$   (2) $x - 7 = 2$   (3) $5 + x = -2$
SOLUTION · 풀이
(1) $+8$ 이항: $x = 3 - 8 = -5$
(2) $-7$ 이항 (부호 +로): $x = 2 + 7 = 9$
(3) $+5$ 이항: $x = -2 - 5 = -7$
이항: 한 항의 부호를 반대로 바꿔 반대편으로
(1) $x = -5$   (2) $x = 9$   (3) $x = -7$
PROBLEM 03★ 기본
다음 빈칸을 채우시오.
(1) $x + 3 = 8$에서 $+3$을 이항하면 $x = 8 \boxed{?} 3$ → 부호는 (?).
(2) $2x = 6$의 해를 구하려면 양변을 (?)로 나눈다.
(3) 등식의 양변을 (?)이(가) 아닌 같은 수로 나눠도 성립한다.
SOLUTION · 풀이
(1) +3 이항 → 부호 바꿔 −3. $x = 8 - 3$. 부호:
(2) $x$의 계수 2로 양변을 나눈다. $x = 3$.
(3) 0이 아닌 수로만 나눌 수 있다.
(1) −   (2) 2   (3) 0
PROBLEM 04★★ 응용
다음 방정식을 이항과 양변 나누기를 모두 사용해 푸시오.
(1) $3x + 4 = 19$   (2) $2x - 5 = 9$   (3) $-4x + 7 = -5$
SOLUTION · 풀이
(1) $+4$ 이항: $3x = 19 - 4 = 15$. 양변 ÷ 3: $x = 5$.
(2) $-5$ 이항 (부호 +): $2x = 9 + 5 = 14$. 양변 ÷ 2: $x = 7$.
(3) $+7$ 이항: $-4x = -5 - 7 = -12$. 양변 ÷ (−4): $x = \dfrac{-12}{-4} = 3$.
표준 절차: 상수항 이항 → 계수로 양변 나누기
(1) $x = 5$   (2) $x = 7$   (3) $x = 3$
PROBLEM 05★★ 응용
다음 방정식을 푸시오. (양변에 $x$ 있음)
(1) $5x = 2x + 9$   (2) $4x - 3 = x + 6$   (3) $7 - x = 3x - 1$
SOLUTION · 풀이
(1) $+2x$ 좌변으로 이항: $5x - 2x = 9$ → $3x = 9$ → $x = 3$.
(2) $+x$ 좌변으로, $-3$ 우변으로 이항: $4x - x = 6 + 3$ → $3x = 9$ → $x = 3$.
(3) $-x$ 좌변으로 (부호 +가 됨), $-1$ 우변으로 (부호 + 됨): $-x - 3x = -1 - 7$? 잠깐, 다시 정리.
$7 - x = 3x - 1$의 양변에서 $3x$를 좌변으로 (부호 −): $7 - x - 3x = -1$ → $7 - 4x = -1$.
$+7$ 우변으로 (부호 −): $-4x = -1 - 7 = -8$. 양변 ÷ (−4): $x = 2$.
표준 전략: $x$ 항은 모두 한쪽(보통 좌변)에, 상수는 다른 쪽으로. 모은 다음 동류항 정리.
(1) $x = 3$   (2) $x = 3$   (3) $x = 2$
PROBLEM 06★★ 응용
등식 $a = b$가 성립할 때, 다음 중 항상 성립하는 등식이 아닌 것은?
① $a + 3 = b + 3$
② $a - 5 = b - 5$
③ $\dfrac{a}{2} = \dfrac{b}{2}$
④ $\dfrac{a}{0} = \dfrac{b}{0}$
SOLUTION · 풀이
①, ②, ③은 모두 등식의 성질에 해당 — 항상 성립.
④ 양변을 0으로 나눔 — 0으로 나누는 것은 정의되지 않으므로 등식 자체가 의미 없음. ✗
0으로의 나눗셈은 불가능. $\dfrac{a}{0}$이라는 수가 존재하지 않으므로 등식으로 다룰 수 없습니다.
PROBLEM 07★★★ 심화
방정식 $2(x - 3) = x + 5$를 푸시오.
SOLUTION · 풀이
① 분배법칙. $2(x - 3) = 2x - 6$. 식: $2x - 6 = x + 5$.
② $x$ 모으기. 우변의 $+x$를 좌변으로 (부호 −): $2x - x - 6 = 5$ → $x - 6 = 5$.
③ 상수 이항. $-6$ 우변으로 (부호 +): $x = 5 + 6 = 11$.
표준 절차 (복잡한 식): ① 괄호 풀기 → ② 양변 모으기 → ③ 양변 나누기.
$x = 11$
PROBLEM 08★★★ 심화
$x$에 대한 방정식 $3x - 4 = ax + 2$의 해가 $x = 6$일 때, 상수 $a$의 값을 구하시오.
SOLUTION · 풀이
해가 $x = 6$ $\Rightarrow$ 양변에 대입하면 같음.
좌변: $3(6) - 4 = 18 - 4 = 14$.
우변: $a \cdot 6 + 2 = 6a + 2$.
$14 = 6a + 2$. 이를 $a$에 대한 방정식으로 풀기.
$+2$ 이항: $6a = 14 - 2 = 12$. 양변 ÷ 6: $a = 2$.
해를 대입하면 양변이 같다는 사실에서 미지 상수에 대한 새 방정식이 나온다
검증. $a = 2$일 때 원 방정식은 $3x - 4 = 2x + 2$. 이항하면 $x = 6$ ✓
$a = 2$

오늘 배운 것

등식의 4가지 성질과 이항. 다음 차시에서는 이 도구로 일차방정식을 본격적으로 풉니다.

i.

등식의 4성질

양변에 같은 수 더하기·빼기·곱하기·나누기(≠0). 모두 등식 유지.

ii.

이항

한 변의 항을 부호 바꿔 반대 변으로. 덧·뺄셈 성질의 단축 표기.

iii.

0으로 나누지 마라

양변을 0으로 나누는 것은 정의되지 않음. 절대 금지.

iv.

표준 절차

① 괄호 풀기 → ② $x$항 좌변, 상수 우변으로 모으기 → ③ 계수로 양변 나누기.

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