정비례와 반비례 - 함수의 관계식
두 변수 x y에 대하여 x가 정해지면 그에 따라 하나의 y가 정해질 때, y를 x의 함수라고 한다고 했어요. x가 정해지면 y가 하나만 결정되는데, 이때 x와 y의 관계에서 정비례, 반비례라는 용어를 사용해요.
정비례와 반비례는 평소에 많이 들어본 말일 거예요. 정비례는 단순히 하나가 커지면 다른 하나도 커지는 것, 반비례는 하나가 작아지면 다른 것도 작아지는 것 정도로 알고 있을 텐데, 수학에서는 그 의미가 조금 달라요.
이 글에는 정비례와 반비례의 정확한 의미를 이해하고 이걸 함수식으로 표현하는 방법까지 공부해볼 거예요. 또 정비례, 반비례가 아닌 경우도 알아볼 거고요.
함수의 관계식 - 정비례와 반비례
정비례
한 권에 1,000원 하는 공책을 x권 구입했을 때의 가격 y를 표로 나타내보죠.
| 공책 수 x (권) | 1 | 2 | 3 | 4 | … |
| 내야 할 금액 y (원) | 1000 | 2000 | 3000 | 4000 | … |
x, y는 변수이고, 하나의 x에 하나의 y가 결정되니까 함수에요.
그런데 x가 1권에서 2권으로, 다시 3권으로 늘어날 때, y는 어떻게 변하나요? 공책의 권 수가 2배, 3배가 되면 내야 할 금액도 2배, 3배가 되죠? 이처럼 변수 x, y에서 x가 2배, 3배가 될 때 y도 2배, 3배가 되는 걸 정비례라고 해요.
함수가 정비례하는 경우에 y = ax (a ≠ 0)라는 관계가 성립해요. 이 경우에는 y = 1000x죠.
반비례
정비례와 반대인 경우를 볼까요?
넓이가 30cm2인 사각형을 만들려고 해요. 가로의 길이를 xcm, 세로의 길이를 ycm라고 할 때, x와 y의 관계를 알아보죠.
| 가로 길이 x (cm) | 1 | 2 | 3 | 5 | 6 | … |
| 세로 길이 y (cm) | 30 | 15 | 10 | 6 | 5 | … |
가로의 길이가 1cm → 2cm로 두 배가 되면 세로의 길이는 30cm → 15cm로 
이처럼 x가 2배, 3배가 될 때, y는
함수가 반비례하는 경우에는 xy = a (a ≠ 0) 이라는 관계가 성립해요. 이 경우에는 xy = 30이죠.
정비례, 반비례가 아닌 경우
어떤 주머니에 빨간 공과 파란 공을 합쳐서 10개의 공이 들어있어요. 주머니 속에 들어있는 빨간 공의 개수를 x개, 파란 공의 개수를 y개라고 해보죠.
| 빨간 공의 개수 x (개) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | … |
| 파란 공의 개수 y (개) | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | … |
이때는 빨간 공의 개수가 1개 → 2개로 두 배가 되면 파란 공의 개수는 9개 → 8개가 되고, 빨간 공의 개수가 1개 → 3개로 3배가 되면 파란 공의 개수는 9개 → 7개가 돼요.
x가 2배, 3배가 될 때, y가 바뀌기는 하지만 몇 배씩 바뀌는 건 아니죠? 이런 경우에는 정비례도 아니고 반비례도 아닌 경우예요.
y가 x에 정비례하고, x = 10일 때, y = 20인 함수의 관계식을 구하여라.
y가 x에 정비례하면 함수의 관계식은 y = ax (a ≠ 0)이죠. 여기에 x = 10, y = 20를 대입해보죠.
20 = a × 10
a = 2
따라서 x와 y의 관계식은 y = 2x
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