solve ax + b = 0
LESSON 2.3 · 약 2차시

일차방정식의 풀이

"어떤 일차방정식이든 같은 5단계로 풀린다." 표준 절차 하나만 익히면, 분수든 소수든 괄호든 모두 정복.

CORE · 일차방정식

일차방정식이란 무엇인가

$x$에 대한 일차식만으로 이루어진 방정식. 정리하면 항상 $ax + b = 0$ ($a \ne 0$) 형태로 표현됩니다.

DEFINITION · 정의

일차방정식 (Linear Equation)

방정식의 모든 항을 한쪽 변으로 모았을 때 $ax + b = 0$ (단, $a \ne 0$) 꼴로 정리되는 방정식을 $x$에 대한 일차방정식이라고 합니다.

$2x + 3 = 7$ → $2x - 4 = 0$ 꼴 → 일차방정식 ✓
$3x = x + 6$ → $2x - 6 = 0$ 꼴 → 일차방정식 ✓
$x^2 - 3 = 0$ → 이차방정식 (일차 아님)
WHY · 왜 풀이가 가능한가

이전 차시에서 배운 도구 — 이번에 활용

이미 우리는 다음을 알고 있습니다:

등식의 성질: 양변에 같은 조작을 가해도 등식 유지
이항: 한 항을 부호 바꿔 반대 변으로
동류항 정리: 같은 항끼리 모아 계수만 더하기
분배법칙: 괄호 풀기

이번 차시에서는 이 네 가지를 한 절차로 통합해, 어떤 일차방정식이든 풀어내는 표준 레시피를 만듭니다.

METHOD · 표준 절차

5단계 풀이 레시피

아래 5단계를 차례대로 따르면, 어떤 일차방정식이든 풀 수 있습니다.

일차방정식 풀이의 표준 절차

1

괄호가 있으면 분배법칙으로 풀기

$a(b + c)$ 형태의 괄호를 모두 펼칩니다.

$2(x + 3) = 7$ → $2x + 6 = 7$
2

분수·소수가 있으면 양변에 적절한 수를 곱해 정수로

분수는 분모의 최소공배수, 소수는 10·100 등을 양변에 곱합니다.

$\dfrac{x}{2} + \dfrac{x}{3} = 5$ → ×6 → $3x + 2x = 30$
3

$x$ 항은 좌변으로, 상수항은 우변으로 이항

미지수는 한쪽에, 숫자는 반대쪽에. 부호 바꿔 옮기기.

$5x + 2 = 3x + 8$ → $5x - 3x = 8 - 2$
4

양변을 동류항 정리하여 $ax = b$ 꼴로

좌변과 우변에서 같은 항끼리 합쳐 단순화.

$5x - 3x = 8 - 2$ → $2x = 6$
5

양변을 $x$의 계수로 나누어 해 구하기

$ax = b$를 $x = b/a$로 마무리. 계수가 0이 아니면 항상 가능.

$2x = 6$ → ÷2 → $x = 3$
TIP · 검산

구한 해를 원 방정식에 대입해 검증

풀이가 끝났다고 끝이 아닙니다. 구한 해를 원래 방정식의 양변에 대입해 좌변과 우변이 같은지 확인하세요. 1분 투자로 실수를 잡을 수 있습니다.

$x = 3$의 검산 ($2x + 1 = 7$ 의 해라고 주장):
좌변에 3 대입 → $2(3) + 1 = 7$. 우변 = 7. ✓ 정답
INTERACTIVE · 자동 풀이기

단계별 풀이 도우미

방정식을 하나 골라 [다음 단계]를 차근차근 눌러 보세요. 5단계 절차가 색깔별로 시각화됩니다.

표준 절차로 자동 풀이

아래 8가지 방정식 중 하나를 선택한 뒤, [다음 단계]를 눌러 단계별 풀이를 확인하세요.

위에서 방정식 하나를 선택하세요
SPECIAL CASES · 특수한 경우

해가 이상한 두 경우

대부분의 일차방정식은 해가 정확히 하나입니다. 하지만 가끔 해가 무수히 많거나 해가 없는 경우도 만나게 됩니다.

① 해가 무수히 많은 경우

$2x + 3 = 2x + 3$
↓ $2x$ 이항
$0 \cdot x = 0$
↓ 어떤 $x$든 $0 = 0$

양변이 본질적으로 같은 식이면 모든 실수가 해입니다. (= 항등식)

② 해가 없는 경우

$2x + 3 = 2x + 7$
↓ $2x$ 이항
$0 \cdot x = 4$
↓ 어떤 $x$든 $0 \ne 4$

좌변이 항상 0이 되는데 우변은 0이 아닐 때, 해가 존재하지 않습니다.

SUMMARY · 정리

$ax = b$의 세 가지 결과

식을 정리한 끝에 $ax = b$가 나왔을 때:

$a \ne 0$: 해가 정확히 하나 ($x = b/a$).
$a = 0$이고 $b = 0$: $0 = 0$ → 항상 참 → 해가 무수히 많음.
$a = 0$이고 $b \ne 0$: $0 = b$ → 항상 거짓 → 해가 없음.

QUICK CHECK · 개념 확인

바로 풀어보기

개념을 제대로 익혔는지 5문제로 즉시 확인합니다.

Q1 / 5
방정식 $5x - 2 = 13$의 해는?
Q2 / 5
$\dfrac{x}{2} + \dfrac{x}{3} = 5$의 양변에 처음 곱해야 할 수는?
Q3 / 5
$3(x - 2) = x + 4$를 풀면?
Q4 / 5
$2x + 5 = 2x + 7$의 해는?
Q5 / 5
소수 계수 방정식 $0.3x + 0.7 = 1.6$의 양변에 무엇을 곱하면 정수 계수가 될까?
EXAMPLES · 단계별 풀이

예제로 다지기

제목을 클릭하면 풀이가 펼쳐집니다.

EXAMPLE 1 기본형 — $4x + 7 = 19$
방정식 $4x + 7 = 19$를 푸시오.
STEP 3 (이항). $+7$을 우변으로 (부호 −): $4x = 19 - 7 = 12$.
STEP 5 (양변 나누기). $x$의 계수 4로 양변 나누기: $x = 12 / 4 = 3$.
검산. $4(3) + 7 = 12 + 7 = 19$ ✓
$x = 3$
EXAMPLE 2 양변에 $x$ 있는 형태 — $7x - 4 = 3x + 12$
방정식 $7x - 4 = 3x + 12$를 푸시오.
STEP 3 (이항).
$x$ 항: 우변의 $+3x$를 좌변으로 (부호 −) → $7x - 3x$
상수항: 좌변의 $-4$를 우변으로 (부호 +) → $12 + 4$
식: $7x - 3x = 12 + 4$
STEP 4 (동류항 정리). $4x = 16$.
STEP 5 (양변 나누기). $x = 16 / 4 = 4$.
검산. 좌변: $7(4) - 4 = 24$. 우변: $3(4) + 12 = 24$. ✓
$x = 4$
EXAMPLE 3 괄호가 있는 형태 — $2(x + 3) = 5x - 6$
방정식 $2(x + 3) = 5x - 6$을 푸시오.
STEP 1 (괄호 풀기). $2(x + 3) = 2x + 6$.
식: $2x + 6 = 5x - 6$.
STEP 3 (이항).
$x$ 항: $5x$를 좌변으로 (부호 −) → $2x - 5x$
상수: $+6$을 우변으로 (부호 −) → $-6 - 6$
식: $2x - 5x = -6 - 6$
STEP 4 (동류항 정리). $-3x = -12$.
STEP 5 (양변 나누기). $x = -12 / -3 = 4$.
검산. 좌변: $2(4 + 3) = 14$. 우변: $5(4) - 6 = 14$. ✓
$x = 4$
EXAMPLE 4 분수가 있는 형태 — $\dfrac{x + 1}{2} = \dfrac{x - 1}{3}$
방정식 $\dfrac{x + 1}{2} = \dfrac{x - 1}{3}$을 푸시오.
STEP 2 (분모 제거). 분모 2, 3의 LCM은 6. 양변에 6을 곱한다.
$6 \cdot \dfrac{x + 1}{2} = 6 \cdot \dfrac{x - 1}{3}$
$3(x + 1) = 2(x - 1)$
STEP 1 (괄호 풀기). $3x + 3 = 2x - 2$.
STEP 3 (이항). $2x$ 좌변으로, $+3$ 우변으로: $3x - 2x = -2 - 3$.
STEP 4 (동류항 정리). $x = -5$.
주의: 분수에 수를 곱할 때 분자 전체 $(x+1)$이 분자가 됨에 주의. $6 \cdot \dfrac{x+1}{2} = 3(x+1)$이지 $3x+1$ 아님!
$x = -5$
EXAMPLE 5 소수가 있는 형태 — $0.5x - 0.3 = 0.2x + 0.6$
방정식 $0.5x - 0.3 = 0.2x + 0.6$을 푸시오.
STEP 2 (소수 제거). 소수점 아래 한 자리이므로 양변에 10을 곱한다.
$5x - 3 = 2x + 6$
STEP 3 (이항). $2x$ 좌변, $-3$ 우변: $5x - 2x = 6 + 3$.
STEP 4 (동류항 정리). $3x = 9$.
STEP 5 (양변 나누기). $x = 3$.
왜 10을 곱하는가? 소수점 아래 한 자리는 ×10, 두 자리는 ×100. 모든 계수를 정수로 만들어 다루기 쉽게 합니다.
$x = 3$
PRACTICE · 난이도별 연습 문제

스스로 풀어보기

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

기본
★★응용
★★★심화
PROBLEM 01★ 기본
다음 일차방정식을 푸시오.
(1) $2x + 5 = 11$   (2) $4x - 3 = 9$   (3) $-3x + 8 = 2$   (4) $7 - x = 4$
SOLUTION · 풀이
(1) $2x = 11 - 5 = 6$ → $x = 3$.
(2) $4x = 9 + 3 = 12$ → $x = 3$.
(3) $-3x = 2 - 8 = -6$ → $x = 2$.
(4) $-x = 4 - 7 = -3$ → $x = 3$. (양변 ÷ -1)
(1) $x = 3$   (2) $x = 3$   (3) $x = 2$   (4) $x = 3$
PROBLEM 02★ 기본
다음 일차방정식을 푸시오. (양변에 $x$ 있음)
(1) $5x = 2x + 12$   (2) $7x - 1 = 4x + 8$   (3) $6 - x = 2x + 12$
SOLUTION · 풀이
(1) $5x - 2x = 12$ → $3x = 12$ → $x = 4$.
(2) $7x - 4x = 8 + 1$ → $3x = 9$ → $x = 3$.
(3) $-x - 2x = 12 - 6$ → $-3x = 6$ → $x = -2$.
$x$ 항은 좌변, 상수는 우변
(1) $x = 4$   (2) $x = 3$   (3) $x = -2$
PROBLEM 03★ 기본
다음 일차방정식을 푸시오. (괄호 있음)
(1) $2(x + 3) = 10$   (2) $3(x - 1) = x + 5$   (3) $-(2x - 4) = 6$
SOLUTION · 풀이
(1) 분배: $2x + 6 = 10$. 이항: $2x = 4$. → $x = 2$.
(2) 분배: $3x - 3 = x + 5$. 이항: $3x - x = 5 + 3$ → $2x = 8$. → $x = 4$.
(3) 분배 (괄호 앞 −): $-2x + 4 = 6$. 이항: $-2x = 6 - 4 = 2$. → $x = -1$.
(1) $x = 2$   (2) $x = 4$   (3) $x = -1$
PROBLEM 04★★ 응용
다음 분수 일차방정식을 푸시오.
(1) $\dfrac{x}{2} + 3 = 7$   (2) $\dfrac{x - 1}{3} = 2$   (3) $\dfrac{x}{2} + \dfrac{x}{4} = 9$
SOLUTION · 풀이
(1) 양변에 2를 곱함: $x + 6 = 14$. → $x = 8$.
(2) 양변에 3을 곱함: $x - 1 = 6$. → $x = 7$.
(3) 분모 2, 4의 LCM은 4. 양변에 4를 곱함: $2x + x = 36$ → $3x = 36$ → $x = 12$.
분수 처리의 핵심: 양변에 모든 분모의 LCM을 곱해 분수를 없앤다.
(1) $x = 8$   (2) $x = 7$   (3) $x = 12$
PROBLEM 05★★ 응용
다음 소수 일차방정식을 푸시오.
(1) $0.4x - 1 = 0.2x + 0.6$   (2) $0.02x + 0.1 = 0.01x + 0.15$
SOLUTION · 풀이
(1) 소수점 아래 1자리 → 양변에 10. $4x - 10 = 2x + 6$. 이항: $4x - 2x = 6 + 10$ → $2x = 16$ → $x = 8$.
(2) 소수점 아래 2자리 → 양변에 100. $2x + 10 = x + 15$. 이항: $2x - x = 15 - 10$ → $x = 5$.
소수 한 자리 → ×10, 두 자리 → ×100. 모든 항을 정수로 만든 후 표준 절차.
(1) $x = 8$   (2) $x = 5$
PROBLEM 06★★ 응용
다음 방정식의 해를 구하시오.
(1) $2(x - 1) + 3(x + 2) = 19$   (2) $\dfrac{x + 2}{3} = \dfrac{x - 1}{2}$
SOLUTION · 풀이
(1) 분배. $2x - 2 + 3x + 6 = 19$. 동류항: $5x + 4 = 19$. 이항: $5x = 15$. → $x = 3$.
(2) LCM 곱. 분모 2, 3의 LCM은 6. 양변 ×6: $2(x + 2) = 3(x - 1)$.
분배: $2x + 4 = 3x - 3$. 이항: $2x - 3x = -3 - 4$ → $-x = -7$ → $x = 7$.
실수 주의: 분수 $\dfrac{x+2}{3}$에 6을 곱하면 $\dfrac{6(x+2)}{3} = 2(x+2)$입니다. $2x + 4$가 아니라 $2(x+2)$의 형태로 두면 다음 단계가 더 명확.
(1) $x = 3$   (2) $x = 7$
PROBLEM 07★★★ 심화
방정식 $ax + 5 = 2x + b$가 해를 무수히 많이 가질 때, 상수 $a$, $b$의 값을 각각 구하시오.
SOLUTION · 풀이
해가 무수히 많다 $\Leftrightarrow$ 정리 후 $0 \cdot x = 0$ 형태. 즉, 양변의 $x$ 계수와 상수항이 같음.
이항으로 정리. $ax - 2x = b - 5$ → $(a - 2)x = b - 5$.
$x$ 계수 = 0: $a - 2 = 0$ → $a = 2$.
상수항 = 0: $b - 5 = 0$ → $b = 5$.
$(a - 2)x = b - 5$에서 해 무수 → 좌변 $x$ 계수 0 + 우변 0. → $a = 2,\ b = 5$.
검증. $a = 2,\ b = 5$ 대입하면 원 식이 $2x + 5 = 2x + 5$가 되어 어떤 $x$든 참 → 무수히 많은 해. ✓
$a = 2,\ b = 5$
PROBLEM 08★★★ 심화
$x$에 대한 방정식 $\dfrac{x + a}{3} - \dfrac{x - 2}{2} = 1$의 해가 $x = 2$일 때, 상수 $a$의 값을 구하시오.
SOLUTION · 풀이
해 $x = 2$ 대입. 등식이 성립해야 함.
$\dfrac{2 + a}{3} - \dfrac{2 - 2}{2} = 1$
$\dfrac{2 + a}{3} - 0 = 1$
$\dfrac{2 + a}{3} = 1$
양변에 3을 곱함. $2 + a = 3$.
이항. $a = 3 - 2 = 1$.
검증. $a = 1$일 때 원 식: $\dfrac{x + 1}{3} - \dfrac{x - 2}{2} = 1$. $x = 2$ 대입: $\dfrac{3}{3} - \dfrac{0}{2} = 1 - 0 = 1$. ✓
$a = 1$

오늘 배운 것

표준 5단계 절차로 어떤 일차방정식이든 풀 수 있게 되었습니다. 다음 차시에서는 실생활 문제에 적용해 봅니다.

i.

5단계 절차

괄호 → 분수·소수 제거 → 이항 → 동류항 정리 → 양변 나누기

ii.

분수는 LCM

분모들의 최소공배수를 양변에 곱해 분수를 없앤다.

iii.

특수 경우

$0 \cdot x = 0$ → 해 무수. $0 \cdot x = c$ ($c \ne 0$) → 해 없음.

iv.

반드시 검산

구한 해를 원 방정식에 대입해 양변 일치 확인.

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