Lesson 1.1

이차방정식의 뜻과 해

Definition & Roots of Quadratic Equations

이차방정식이란 정확히 무엇인가, "해"란 무엇을 뜻하는가 — 이 두 가지를 명확히 하는 것이 모든 풀이법의 출발점이다. $ax^2 + bx + c = 0$ ($a\neq 0$) 의 한 줄을 깊이 이해해 보자.

Hook · 도입
"두 수의 합이 7, 곱이 12인 두 수를 구하라."

한 수를 $x$ 라 하면 다른 수는 $7-x$. 두 수의 곱은 $x(7-x) = 12$. 풀면 $-x^2 + 7x = 12$, 즉 $x^2 - 7x + 12 = 0$ — 정확히 이차방정식이다. 이 문제가 우리가 다룰 모든 이차방정식의 원형이다.

$x^2 - 7x + 12 = 0$

이 방정식의 해는 두 수: $x = 3$ 또는 $x = 4$
검증: $3 \times 4 = 12$ ✓,   $3 + 4 = 7$ ✓
Core · 개념

이차방정식의 정의

Definition

1. 이차방정식이란

$ax^2 + bx + c = 0$   ($a \neq 0,   a, b, c$ 는 상수)

좌변이 $x$ 에 관한 이차식이고, 등식이 0과 같은 형태로 정리된 방정식.

중요. $a \neq 0$ 인 조건이 필수. $a = 0$ 이면 이차항이 사라져 이차방정식이 아니다.

2. 일반형으로 정리하기

처음 식이 $3x^2 + 5 = 7x + 2$ 처럼 양변에 항이 흩어져 있을 수 있다. 이때는 모두 한쪽으로 모아 $0$ 과 같다는 꼴로 정리한다.

$3x^2 + 5 = 7x + 2 \;\;\Rightarrow\;\; 3x^2 - 7x + 3 = 0$

이렇게 우변을 $0$ 으로 만들고 차수가 높은 항부터 정렬한 꼴을 이차방정식의 일반형(표준형)이라 한다.

Compare · 비교

이차식 · 이차방정식 · 이차함수의 구분

Three Related but Different Concepts
구분모양본질예시
이차식 등식이 없는 식 "수가 아니라 형태" — 변수의 값에 따라 값이 변하는 표현. $x^2 - 3x + 2$
이차방정식 $\ldots = 0$ 등식 "이 식이 0이 되는 $x$ 를 찾으라" — 특정 값을 묻는 질문. $x^2 - 3x + 2 = 0$
이차함수 $y = \ldots$ 의 형태 $x$ 와 $y$ 의 대응 관계 — 그래프(포물선)로 표현. $y = x^2 - 3x + 2$
관계. 이차방정식의 해는 곧 이차함수의 그래프가 $x$축과 만나는 점 ($y=0$). Ⅳ단원에서 다시 만난다.
Core · 해

이차방정식의 해(근)

Roots — Solutions of the Equation

1. 해의 정의

이차방정식 $ax^2+bx+c=0$ 을 으로 만드는 $x$ 의 값을 그 이차방정식의 또는 근(root)이라 한다.

이차방정식은 일반적으로 두 개의 해를 갖는다. 두 해가 같을 수도 있고(중근), 실수 범위에서 해가 없을 수도 있다.

2. 해를 확인하는 법 — 대입

특정 수가 해인지 확인하려면, 식에 대입해 좌변이 0이 되는지 본다.

1
주어진 값을 $x$ 에 대입한다

$x^2 - 5x + 6 = 0$ 에서 $x=2$ 대입.

2
좌변의 값을 계산한다
$2^2 - 5\cdot 2 + 6 = 4 - 10 + 6 = 0$
3
0이 되면 해, 아니면 해가 아니다

$x=2$ 는 이 방정식의 해.

3. 해의 개수 — 미리 보기

이차방정식의 해는 다음 세 가지 중 하나다:

서로 다른 두 실근 — 예: $x^2 - 5x + 6 = 0 \;\Rightarrow\; x = 2, 3$
중근(서로 같은 두 해) — 예: $x^2 - 6x + 9 = 0 \;\Rightarrow\; x = 3$ (중근)
실수 범위에서 근 없음 — 예: $x^2 + 1 = 0$ (해 없음)
자세한 판별법은 Ⅲ-2.1에서 판별식 $D = b^2 - 4ac$ 로 다룬다.
Interactive · 실험실

해 검증기

Root Verifier

이차방정식 $ax^2+bx+c=0$ 의 계수와 확인할 값을 입력하면 해인지 자동 검증한다.

Quick Check · 즉문즉답

5문제 즉시 점검

Five Rapid Questions
Q1. $x^2 - 4 = 0$ 은 이차방정식인가? "이차방정식" 또는 "아니다" 로 답하라.
Q2. $0\cdot x^2 + 3x + 1 = 0$ 은 이차방정식인가?
Q3. $x^2 + 4 = 5x$ 를 일반형으로 정리하라. (예: x^2-5x+4=0)
Q4. $x^2 - 5x + 6 = 0$ 에 $x=3$ 을 대입하면 0인가? "해이다" 또는 "해가 아니다"로 답하라.
Q5. $x^2 - 4x + 3 = 0$ 에 $x=2$ 를 대입하면 해인가?
Examples · 예제

풀이가 있는 두 예제

Worked Examples
예제 1

$3x^2 + 5 = 7x + 2$ 를 이차방정식의 일반형으로 나타내고, $a, b, c$ 의 값을 구하라.

모든 항을 좌변으로 이항한 뒤 정렬.
  1. 오른쪽 항을 모두 왼쪽으로 이항 → $3x^2 + 5 - 7x - 2 = 0$
  2. 차수가 높은 항부터 정렬 → $3x^2 - 7x + 3 = 0$
  3. 이차방정식의 일반형 $ax^2 + bx + c = 0$ 과 비교 → $a = 3, b = -7, c = 3$
예제 2

$x^2 + 2x - 3 = 0$ 의 해를 모두 구하라. (그리고 대입해서 검증)

시행착오 또는 인수분해로 시도. (정식 풀이법은 1.2에서 학습)
  1. $x^2 + 2x - 3$ 을 인수분해 → 합 $2$, 곱 $-3$ 인 두 수 = $3, -1$
  2. $(x+3)(x-1) = 0$ → 두 인수 중 적어도 하나가 0이어야 한다.
  3. $x + 3 = 0$ 또는 $x - 1 = 0$ → 해는 $x = -3$ 또는 $x = 1$
  4. 검증: $x=1$ → $1 + 2 - 3 = 0$ ✓;   $x=-3$ → $9 - 6 - 3 = 0$ ✓
Practice · 연습

난이도별 연습 8문제

Eight Graded Problems
01

$2x^2 - 7x + 3 = 0$ 은 이차방정식인가? (예: 이차방정식 / 아니다)

02

$3x + 5 = 0$ 은 이차방정식인가?

03

$x^2 + 2 = 3x$ 를 이차방정식의 일반형으로 정리하라.

04★★

$2x^2 + 1 = x + 4$ 를 일반형으로 정리하라.

05★★

$x^2 + 3x - 10 = 0$ 에 $x = 2$ 를 대입하면 해인가?

06★★

$x^2 - 7x + 12 = 0$ 에 $x = 4$ 를 대입하면 해인가?

07★★★

$x^2 + ax + 6 = 0$ 의 한 해가 $x=2$ 일 때, $a$ 의 값을 구하라. [힌트: 대입하면 등식이 0]

08★★★

$x^2 - 3x + k = 0$ 의 한 해가 $x = -1$ 일 때, $k$ 의 값을 구하라.

이차방정식 — 식이 아니라 질문이다

"이 식이 0이 되는 $x$ 는 무엇인가?" — 이차방정식은 답을 찾는 질문이다. 이 질문을 푸는 세 가지 방법(인수분해 → 완전제곱식 → 근의 공식)을 다음 차시부터 차례로 배운다. 같은 산을 세 갈래 길로 오르며, 세 번째 길에 도달하면 모든 이차방정식을 한 줄로 풀게 된다.

"An equation is a question. An identity is a statement." — anonymous