LESSON 1.4 · UNIT Ⅰ-1
1.4

수의 분류와 활용

Classifying Numbers — Integer Part, Decimal Part, and Density

단원 종합 — 수의 전체 지도

Putting everything together: classify, locate, decompose.

이번 차시는 Ⅰ-1단원의 종합 마무리입니다. 지금까지 배운 제곱근의 정의, 무리수와 유리수의 구분, 실수의 대소관계 — 이 모든 것을 한 곳에 모읍니다.

특히 — ① 다양한 모양의 수가 주어졌을 때 유리수인지 무리수인지 빠르게 판별하는 능력, ② 무리수의 정수부분과 소수부분을 분리하는 기술, ③ 실수 사이의 조밀성(두 실수 사이에 무수히 많은 실수가 있음) 같은 깊은 성질을 다룹니다.

이러한 종합 능력은 다음 단원 Ⅰ-2(근호를 포함한 식의 계산)의 토대가 됩니다.

실수 ℝ 유리수 ℚ p/q 무리수 √2, π 단원 종합
$\mathbb{R}$ = 유리수 $\cup$ 무리수 — 전체 지도

수의 위계와 포함관계

Every number can be placed in its exact category.

각 수가 속한 집합 한눈에

$\mathbb{N}$ 자연수
$\mathbb{Z}$ 정수
$\mathbb{Q}$ 유리수
무리수
$5$
$-3$
$\dfrac{1}{2}$
$0.25$
$0.\overline{3}$
$\sqrt{9}=3$
$\sqrt{2}$
$\pi$
$-\sqrt{5}$

💡 핵심: 모든 수는 실수 $\mathbb{R}$의 한 점이며, 동시에 유리수이거나 무리수입니다 (둘 다는 불가). 작은 집합($\mathbb{N}$)에 속한 수는 자연스럽게 큰 집합($\mathbb{Z}, \mathbb{Q}, \mathbb{R}$)에도 속함.

무리수의 정수부분과 소수부분

Splitting an irrational into "the integer part" and "the rest".

DEFINITION

정수부분과 소수부분

임의의 양수 $x$에 대해 — $x$보다 크지 않은 가장 큰 정수를 정수부분, 나머지 $0$ 이상 $1$ 미만의 수를 소수부분이라 합니다.

$x = $ (정수부분) $+$ (소수부분)
소수부분 = $x - $ 정수부분
EXAMPLE A

$\sqrt{2}$의 분해

$\sqrt{2} \approx 1.414\ldots$

정수부분 $= 1$
소수부분 $= \sqrt{2} - 1$

핵심: 소수부분을 $0.414\ldots$로 적지 말고 식 그대로 $\sqrt{2} - 1$로 표현! 무리수는 정확한 소수 표현이 불가능하기 때문.

EXAMPLE B

$\sqrt{10}$의 분해

$\sqrt{10} \approx 3.162\ldots$   ($3^2 = 9 < 10 < 16 = 4^2$)

정수부분 $= 3$
소수부분 $= \sqrt{10} - 3$

$\sqrt{a}$의 정수부분 찾기: $a$를 두 연속 제곱수 사이에 넣기. $n^2 \le a < (n+1)^2$이면 정수부분 $= n$.

분류 게임

Click each number — drop it in the correct bin.

CLASSIFY THE NUMBERS

아래 수를 클릭해 유리수/무리수 상자에 넣으세요

유리수 상자
무리수 상자
진행 상황
0 / 8
정답 횟수
3 -1/2 √7 √16 π 0.5 -√3 0.333...
⚙️ 수 카드를 클릭한 뒤 → 유리수 또는 무리수 상자를 클릭하세요.

개념 확인 5

Quick checks on classification and decomposition.

Q · 01
다음 중 무리수는? $\sqrt{4}, \sqrt{5}, 2.5, 0.\overline{6}$
풀이: $\sqrt{4} = 2$, $0.\overline{6} = 2/3$은 모두 유리수. $\sqrt{5}$는 비제곱수의 제곱근 → 무리수.
Q · 02
실수 $\mathbb{R}$은 어떤 두 집합의 합집합인가?
풀이: $\mathbb{R}$ = 유리수 $\cup$ 무리수. 둘은 서로소 ($\cap = \varnothing$).
Q · 03
다음 중 유한소수로 표현되는 분수는? (소수전개)
풀이: $\dfrac{1}{8} = 0.125$ (유한). 나머지는 순환소수. (분모가 $2$나 $5$의 곱이면 유한소수.)
Q · 04
$\sqrt{5}$의 정수부분은?
풀이: $2^2 = 4 < 5 < 9 = 3^2$이므로 $2 < \sqrt{5} < 3$. 정수부분 $= 2$.
Q · 05
$1 < \sqrt{a} < 2$를 만족하는 자연수 $a$의 개수는?
풀이: 양변 제곱: $1 < a < 4$ → 자연수 $a = 2, 3$ → 2개.

예제 2제

Classification and decomposition.

EXAMPLE · 01 · 분류
다음 수 중 무리수를 모두 고르시오.
$\sqrt{16}, \sqrt{17}, 3.14, \pi, 0.999\ldots, \sqrt{0.25}$
핵심: 각 수를 정확히 평가한 뒤 유리/무리 분류.
하나씩 분석

① $\sqrt{16} = 4$ (정수, 유리)
② $\sqrt{17}$ — 17은 비제곱수 → 무리수
③ $3.14$ (유한소수, 유리)
④ $\pi$ — 원주율 → 무리수
⑤ $0.999\ldots = 1$ (실은 정수)
⑥ $\sqrt{0.25} = 0.5$ (유한소수, 유리)

답: 무리수는 $\sqrt{17}, \pi$ 두 개
EXAMPLE · 02 · 정수부분·소수부분
$\sqrt{5}$의 정수부분 $a$와 소수부분 $b$를 구하라.
핵심: 연속 제곱수 사이에 넣어 정수부분 결정 → 나머지가 소수부분.
STEP 1 · 정수부분 찾기

$2^2 = 4$, $3^2 = 9$. $4 < 5 < 9$ → $2 < \sqrt{5} < 3$. 따라서 정수부분 $a = 2$.

STEP 2 · 소수부분 표현

$b = \sqrt{5} - a = \sqrt{5} - 2$. (소수 형태가 아니라 식 형태로!)

답: $a = 2$, $b = \sqrt{5} - 2$

연습 8문항

★ basic · ★★ standard · ★★★ challenge.

P · 01
다음 중 무리수는? $\sqrt{4}, \sqrt{5}, 2.5, 0.\overline{6}$ (예: √5)
힌트: 비제곱수의 제곱근.
P · 02
모든 자연수는 정수이며 동시에 ___이다. (예: 유리수)
힌트: $\mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{Q}$.
P · 03
실수 $\mathbb{R}$은 어떤 두 집합의 합집합? (예: 유리수와 무리수)
힌트: $\mathbb{R} = \mathbb{Q} \cup$ ?
P · 04★★
$\dfrac{1}{8}, \dfrac{1}{3}, \dfrac{1}{6}, \dfrac{1}{7}$ 중 유한소수로 표현되는 분수는? (예: 1/8)
힌트: 분모가 $2^n \cdot 5^m$ 꼴이면 유한.
P · 05★★
$\sqrt{5}$의 정수부분은? (2 또는 3)
힌트: $4 < 5 < 9$이므로 $2 < \sqrt{5} < 3$.
P · 06★★
$\sqrt{2}, \sqrt{3}, \sqrt{5}$ 중 정수부분이 $1$인 수의 개수는?
힌트: $1 < \sqrt{a} < 2$ ⟺ $1 < a < 4$. $a = 2, 3$.
P · 07★★★
$\sqrt{10}$의 소수부분은? (예: √10-3)
힌트: $\sqrt{10} \approx 3.162$. 정수부분 $3$.
P · 08★★★
$1 < \sqrt{a} < 2$를 만족하는 자연수 $a$의 개수는?
힌트: 양변 제곱하면 $1 < a < 4$. 자연수는?

한 줄 요약

모든 실수는 단 하나의 분류 — 유리수이거나 무리수. 무리수는 정수부분과 소수부분으로 나뉘며 소수부분은 식 그대로 ($\sqrt{a} - n$) 표현. $\sqrt{a}$의 정수부분은 $a$를 연속 제곱수 사이에 넣어서 찾는다. 이로써 Ⅰ-1단원의 모든 도구가 한 곳에 모였다.

ℝ = ℚ ∪ 무리수 정수부분 + 소수부분 n² ≤ a < (n+1)² 소수부분 = √a − n