삼차방정식 중에서 특이한 형태의 삼차방정식 하나를 더 공부할 거예요. x3 = 1인데요. 그냥 보면 x = 1이라는 실근이 하나보이죠? x = 1 말고 허근이 더 있는데, 이 허근을 오메가(ω)라고 해요. 그런데 이 ω가 재밌는 성질이 있어요. 그래서 이 글에서는 오메가의 성질에 대해서 알아볼 거예요.

오메가 (ω)의 성질을 외울 수 있으면 외우면 좋아요. 너무 헷갈려서 외우기 어렵다면 성질을 유도할 수 있어야 해요. ω2이 정확하게 무슨 값인지는 몰라도 "ω2이 특정한 값을 갖고 있다"는 사실은 기억하고 있어야 한다는 얘기죠. 성질의 정확한 값을 모르더라도 성질이 있다없다 정도만 기억하고 있다가 문제에 맞게 유도할 수 있을 정도는 되어야 합니다.

x3 = 1 허근 오메가(ω)의 성질

삼차방정식 x3 = 1의 해를 구해보죠.

x3 = 1
x3 - 1 = 0
(x - 1)(x2 + x + 1) = 0
x = 1 or 삼차방정식의 허근 오메가

인수분해 공식 a3 - b3 = (a - b)(a2 + ab + b2)을 이용해서 인수분해 했고, 근의 공식을 이용해서 근을 구했어요.

허근 삼차방정식의 허근 오메가를 볼까요? 삼차방정식의 허근 오메가 1 = ω (오메가)라고 한다면 켤레근을 삼차방정식의 허근 오메가 2 = 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바 (오메가 바)라고 할 수 있죠?

일단 ω와 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바는 x3 = 1의 근이니까 ω3 = 1, 삼차방정식의 허근 오메가 바의 세제곱 = 1이에요.

또, x2 + x + 1의 두 근이기도 하므로 ω2 + ω + 1 = 0, 삼차방정식 허근의 성질이에요. 이차방정식의 근과 계수와의 관계에 의해서 두 근의 합과 곱도 구할 수 있어요. 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근의 합과 곱

삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근의 곱이라는 얘기는 ω와 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바가 서로에게 곱셈에 대한 역원 즉, 역수라는 얘기예요. 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 1, 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 2

또 위 성질들을 합쳐서 다음 성질도 유도해 낼 수 있어요.

삼차방정식 허근의 성질 유도 - 오메가 제곱 = 오메가 바

x3 = 1의 허근 ω의 성질
x3 = 1의 한 허근 ω 켤레근 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바
ω3 = 1 삼차방정식의 허근 오메가 바의 세제곱 = 1
ω2 + ω + 1 = 0 삼차방정식 허근의 성질
삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근의 합과 곱
삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 1 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 2
삼차방정식 허근의 성질 - 오메가 제곱 = 오메가 바 삼차방정식 허근의 성질 - 오메가 바의 제곱 = 오메가

x3 = 1의 한 허근을 ω라고 할 때 다음을 구하여라.
(1) ω2013 + ω2014 + ω2015 + … + ω2019
(2) 삼차방정식 허근의 성질 예제

x3 = 1
x3 - 1 =0
(x - 1)(x2 + x + 1) = 0
ω3 = 1, ω2 + ω + 1 = 0, 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근의 합과 곱 등 많은 성질이 있어요.

(1) ω2013 + ω2014 + ω2015 + … + ω2019
= ω2013(1 + ω + ω2) + ω2016(1 + ω + ω2) + ω2019
= (ω3)671(1 + ω + ω2) + (ω3)672(1 + ω + ω2) + (ω3)673
= 1 × 0 + 1 × 0 + 1           (∵ ω3 = 1, ω2 + ω + 1 = 0)
= 1

삼차방정식 허근의 성질 예제 풀이

x3 = -1 허근 오메가(ω)의 성질

삼차방정식 x3 = -1에서도 비슷한 성질을 알 수 있어요. 둘을 헷갈리지 마세요.

x3 = -1
x3 + 1 = 0
(x + 1)(x2 - x + 1) = 0
x = -1 or 삼차방정식 허근 - 근의 공식

한 허근삼차방정식의 허근 - 오메가 = ω, 켤레근 삼차방정식의 허근 - 오메가 바 = 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바라고 해보죠.

x3 = 1에서와 같은 방법을 이용하면 아래의 성질을 유도할 수 있어요.

x3 = -1의 허근 ω의 성질
x3 = -1의 한 허근 ω 켤레근 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바
ω3 = -1 삼차방정식의 허근 오메가 바의 세제곱 = -1
ω2 - ω + 1 = 0 삼차방정식 허근의 성질 2
삼차방정식 허근의 성질 2- 허근의 합과 곱
삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 1 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 2
삼차방정식 허근의 성질 2 - 오메가의 제곱 = -오메가 바 삼차방정식 허근의 성질 2 - 오메가 바의 제곱 = -오메가

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정리해볼까요

x3 = 1의 허근의 성질

  • x3 = 1의 한 허근을 ω라고 할 때, 켤레근 삼차방정식의 허근의 성질 - 오메가 바
  • ω3 = 1, 삼차방정식의 허근 오메가 바의 세제곱 = 1
  • ω2 + ω + 1 = 0, 삼차방정식 허근의 성질
  • 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근의 합과 곱
  • 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 1, 삼차방정식 허근의 성질 - 두 허근은 서로 역수 2
  • 삼차방정식 허근의 성질 - 오메가 제곱 = 오메가 바, 삼차방정식 허근의 성질 - 오메가 바의 제곱 = 오메가
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