인수분해는 중학교에서 했던 것과 지금 하는 것에 차이가 거의 없어요. 문제가 어려워진 것뿐이에요. 복잡한 식의 인수분해도 똑같아요. 진짜 어려웠던 문제들이 이제는 기본문제(?)로 바뀐 거지요.
복잡한 식의 인수분해는 원리도 똑같고, 인수분해를 하는 방법도 똑같아요. 중학교 때 공부했던 내용을 하나씩 잘 떠올려 보세요.
모든 인수분해의 첫 번째는 공통인수로 묶는 거예요. 그다음에 아래의 방법들을 사용하는 거지요.
복잡한 식의 인수분해
치환
치환은 특정한 부분을 다른 문자로 바꿔 계산하는 걸 말하죠. 그리고 계산이 끝나면 바꿨던 문자에 원래 식을 대입해야 하고요.
대부분 여러 항에 공통으로 들어있는 부분을 치환하는데 공통부분은 괄호가 처져 있어서 눈에 잘 띄어요. 괄호가 처져 있는 공통부분이 보이지 않는다면 공통부분이 생기도록 만들어야 하는데 이게 연습이 좀 필요해요. 대체로 한 부분 정도는 괄호로 처져 있는 게 있으니까 다른 부분에서도 괄호로 처진 부분이 나오도록 식의 모양을 바꿔야 해요.
꼭 공통부분이 아니더라도 치환을 할 수 있어요. 식이 너무 길어질 것 같으면 서로 다른 부분이라도 치환할 수 있는데, 이때는 서로 다른 문자로 치환해야 해요.
- 공통부분이 있으면 바로 치환
- 공통부분이 없으면 전개 or 변형해서 치환
- 서로 다른 부분을 서로 다른 문자로 치환
△ABC의 변의 길이를 각각 a, b, c라고 할 때 a2(b - c) + b2(c - a) + c2(a - b) = 0이 성립한다. △ABC는 어떤 삼각형인가?
일단 공통인 부분이 없어요. 괄호로 쳐진 부분이 세 개나 있지만 다 다르고요. 그렇다고 a2X + b2Y + c2Z처럼 각각을 다른 문자로 치환한다고 해도 인수분해를 할 수 있는 것도 아니에요. 이럴 때는 아무거나 괄호를 하나 선택하고, 나머지 부분에서 괄호부분이 나오게 변형을 해서 치환을 해야 해요. 가장 앞에 있는 (b - c)를 선택하고 남은 부분을 전개해서 (b - c)가 나오도록 변형을 해보죠.
a2(b - c) + b2(c - a) + c2(a - b)
= a2(b - c) + b2c - ab2 + ac2 - bc2
= a2(b - c) + b2c - bc2 - ab2 + ac2
= a2(b - c) + bc(b - c) - a(b2 - c2)
= a2(b - c) + bc(b - c) - a(b + c)(b - c)
= a2t + bct - a(b + c)t (∵ b - c = t로 치환)
= t{a2 + bc - a(b + c)}
= t{a2 - (b + c)a + bc}
= t(a - b)(a - c)
= (b - c)(a - b)(a - c) (∵ t = b - c)
= -(a - b)(b - c)(c - a)
-(a - b)(b - c)(c - a) = 0이 성립하므로 a - b = 0이거나 b - c = 0이거나 c - a = 0이어야 하죠. 즉, a = b or b = c or c = a이라는 얘기네요. a = b = c일 수도 있고요.
따라서 △ABC는 이등변삼각형이거나 정삼각형이네요.
복이차식
복이차식은 2차, 4차처럼 짝수차 항으로만 되어 있는 식을 말해요. 상수항은 0차니까 짝수차 항으로 볼 수 있어요. 이때는 x2 = t로 치환해서 풀면 쉬워요.
x2 = t로 치환을 해도 안되는 경우가 있어요. 이때는 완전제곱식을 만들어서 인수분해해요. 완전제곱식을 만들 때는 완전제곱식을 이용한 이차방정식의 풀이에서 했던 것처럼 일차항과 상수항의 관계를 이용해요. 완전제곱식을 이용한 이차방정식의 풀이에서는 일차항을 기준으로 놓고, 상수항을 더해주고 빼서 완전제곱식을 만들었는데, 복이차식에서는 상수항을 기준으로 놓고, t항을 더해주고 빼서 완전제곱식을 만드는 점이 달라요.
이렇게 완전제곱식을 만들면 A2 - B2꼴로 모양이 바뀌는데, 인수분해 공식 - 합차공식을 이용해서 인수분해를 합니다.
- 복이차식: x2 → t로 치환
- 인수분해되면 인수분해
- 인수분해 안 되면 t항을 적당히 더해주고 빼서 A2 - B2로 변형 → 합차공식으로 인수분해
다음을 인수분해 하여라.
(1) x4 + x2 - 20
(2) x4 + 6x2 + 25
x4 + x2 - 20
= t2 + t - 20 (∵ x2 = t로 치환)
= (t - 4)(t + 5)
= (x2 - 4)(x2 + 5) (∵ t = x2)
= (x - 2)(x + 2)(x2 + 5)
(2)에서 x2 = t로 치환하면 식은 t2 + 6t + 25가 돼요. 이건 인수분해가 안되죠? 그래서 t의 일차항과 상수항 사이의 관계를 이용해서 적당한 t항을 더해주고 빼줘야 해요.
x4 + 6x2 + 25
= t2 + 6t + 25 (∵ x2 = t로 치환)
= t2 + 6t + 25 + 4t - 4t
= t2 + 10t + 25 - 4t
= (t + 5)2 - 4t
= (x2 + 5)2 - 4x2 (∵ t = x2)
= (x2 + 5)2 - (2x)2
= (x2 + 5 + 2x)(x2 + 5 - 2x)
= (x2 + 2x + 5)(x2 - 2x + 5)
한 문자에 관하여 내림차순으로 정리
치환할 부분도 얼른 보이지 않고, 항이 많이 있으면 차수가 낮은 한 문자에 관하여 내림차순으로 정리하세요. 여러 문자 중 차수가 가장 한 문자를 선택하는데, 차수가 같으면 아무거나 골라도 상관없어요.
내림차순으로 정리하면 상수항 부분 (선택한 문자가 아닌 다른 문자 포함)이 인수분해가 되는데, 이를 이용해서 또 한 번 인수분해를 해야 해요. 상수항 부분을 인수분해한 것이 다항식이라서 두 번째 인수분해할 때 조금 어려울 수 있어요.
차수가 낮은 한 문자에 대해서 내림차순으로 정리
상수항 부분을 인수분해 후 전체를 인수분해
x2 + xy - 2y2 - x + 7y - 6을 인수분해하여라.
식이 기니까 한 문자에 관해서 내림차순으로 정리를 해야 하는데, x도 2차, y도 2차니까 아무거나 선택하면 돼요. x를 골라보죠.
x2 + xy - 2y2 - x + 7y - 6
= x2 + xy - x - 2y2 + 7y - 6
= x2 + (y - 1)x - (2y2 - 7y + 6)
= x2 + (y - 1)x - (2y - 3)(y - 2)
= {x + (2y - 3)}{x - (y - 2)}
= (x + 2y - 3)(x - y + 2)
함께 보면 좋은 글
인수분해, 인수분해 공식(고1)
인수정리를 이용한 인수분해
[중등수학/중3 수학] - 복잡한 식의 인수분해 1 - 공통인수로 묶기, 치환
[중등수학/중3 수학] - 복잡한 식의 인수분해 2 - 항이 4개 이상일 때
두번째 파란박스 인수분해 문제(2)번의 풀이에서요
빨간 글씨로 된 + 4 t - 4 t 의 바로 아래요
= t^2 - 10 t + 25 + 4 t 인데 - 4 t 라고 써있어요
+ 4 t 라서 (합차공식)이 안되구
(A제곱 + B제곱) 형태가되니까 어케해야할지모르게써여
또 그 밑에
= (x - 5)의 제곱 표시도 빠져있어요
---------------------------------------
맨마지막 파란박스 문제 전개할때
xy -y를 x로 묶을 때
x가 빠져서 (y -1)이라고만 써있어여
1. 문제가 잘못되어서 풀이도 잘 못 됐네요.
2. x가 없군요.
비밀댓글입니다
비밀댓글입니다
(a - b)x + y(b - a)
= (a - b)x - y(a - b)
= (a - b)(x - y)
인수분해는 중3 과정에도 있으니까 고1 과정부터 하지 말고 차근차근 풀어보세요.
http://mathbang.net/274
b=c or a=b or a=c (또는, 또는, 또는) 이렇게 되어서 이등변 삼각형이라는 것은 알겠는데요.
정삼각형이 되는 이유는 무엇인지 궁금합니다!
"또는"은 여러 개 중 하나만 성립할 수도 있고 모두 다 성립할 수도 있는 걸 말하죠.
그러니까 a=b도 성립하고 b = c도 성립한다면 a=b=c니까 정삼각형이 될 수도 있어요.
복이차식 (2)
문제에는 x^4+6x^2+25라서
t^2+6t+25가 되는데
풀이과정 중간에
t^2-6t+25라고 나오네요
고쳤어요. ㅎ
x제곱을 t로 치환해서 푸는건 이해가 되는데요
4t는어떻게 생겨난건가요??
앞에 나온 식을 완전제곱식으로 만들어야 해서 그런 것이 아닐까요? 인수분해를 하려면 앞을 완전제곱식으로 한 후 합차 공식을 쓸 수 있으니까요. ^^
네, 가을님의 답변처럼 완전제곱식을 만들려고 t의 일차항과 상수항의 관계를 이용해서 임의로 추가한 항이에요.
알려주세요 궁금해요
복이차식 나오면 풀기 어려워했는데 이제는 어떻게 푸는지 알게되었어요:)!
앞으로 계속 모르거나 이해안되는 거 보러 오겠습니당