194 유리식과 그 연산: 분수 형태의 다항식 다루기! 🍽️
안녕하세요, 식의 세계를 탐험하는 친구들! 👋 우리가 지금까지 다항식의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈을 배웠죠? 오늘은 그 다항식들을 마치 분수처럼 다루는 유리식에 대해 알아볼 거예요. 유리식은 두 다항식의 비(A/B) 형태로 나타내어지는데, 이 유리식들끼리도 사칙연산이 가능하답니다! 마치 유리수의 계산과 비슷하지만, 문자를 포함하고 있어서 조금 더 주의가 필요해요. 함께 유리식의 세계로 떠나볼까요? 🚀
📝 핵심만정리: 유리식과 그 사칙연산!
- 유리식 (Rational Expression):
- 두 다항식 A, B에 대하여 B \ne 0일 때, 분수 A⁄B 꼴로 나타내어지는 식.
- 다항식: 분모가 0이 아닌 상수인 유리식 (예: x2+2x, (x+1)&frasL;3).
- 분수식: 분모에 문자가 포함된 유리식 (예: 1&frasL;x, (2x)&frasL;(x-1)).
- 유리식의 사칙연산:
- 덧셈/뺄셈: 분모를 통분한 후 분자끼리 계산. (A⁄C ± B⁄D = (AD ± BC)⁄CD)
- 곱셈: 분자는 분자끼리, 분모는 분모끼리 곱함. (A⁄B \cdot C⁄D = AC⁄BD) (약분 가능하면 먼저 약분!)
- 나눗셈: 나누는 식의 분자와 분모를 바꾼 역수를 곱함. (A⁄B ÷ C⁄D = A⁄B \cdot D⁄C = AD⁄BC) (약분 가능하면 먼저 약분!)
유리식의 계산은 기본적으로 유리수의 계산 방법과 동일하며, 계산 결과는 항상 기약분수식(더 이상 약분되지 않는 형태)으로 나타내는 것이 원칙이에요!
🤔 유리식이란 무엇일까요? (다항식과 분수식의 세계)
개념정리 194-1: 다항식을 분수꼴로!
두 다항식 A와 B가 있을 때 (단, B는 0이 아닌 다항식, 즉 B \ne 0), A⁄B와 같이 분수 형태로 나타내어지는 식을 유리식(Rational Expression)이라고 해요.
이 유리식은 분모 B의 형태에 따라 다시 두 종류로 나눌 수 있습니다.
- 다항식 (Polynomial):
분모 B가 0이 아닌 상수인 유리식을 말해요. 우리가 지금까지 배운 단항식이나 다항식들이 모두 여기에 해당합니다.
예: x2+2x (분모가 1), (x+1)&frasL;3 (분모가 3) - 분수식 (Fractional Expression):
분모 B에 문자(변수)가 포함된 유리식을 말해요.
예: 1&frasL;x, (2x)&frasL;(x-1), (x2+1)&frasL;(x2-4)
즉, 유리식은 다항식과 분수식을 모두 포함하는 더 큰 개념이라고 생각할 수 있어요! (유리식 = 다항식 + 분수식)
🧮 유리식의 사칙연산: 유리수 계산과 똑같아요!
개념정리 194-2: 통분과 약분이 핵심!
유리식의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈은 우리가 초등학교 때 배웠던 유리수(분수)의 사칙연산 방법과 기본적으로 동일합니다.
세 다항식 A, B, C, D에 대하여 (B \ne 0, D \ne 0, C \ne 0 (나눗셈의 경우)),
1. 덧셈과 뺄셈
분모가 다를 때는 먼저 분모를 통분한 다음, 분자끼리 더하거나 빼줍니다.
\(\frac{A}{C} \pm \frac{B}{D} = \frac{AD \pm BC}{CD}\) (분모가 C, D일 때)
\(\frac{A}{C} \pm \frac{B}{C} = \frac{A \pm B}{C}\) (분모가 같을 때)
(통분할 때는 분모들의 최소공배수를 공통분모로 하는 것이 계산을 간단하게 하는 요령이에요!)
2. 곱셈
분자는 분자끼리, 분모는 분모끼리 곱합니다. 곱하기 전에 약분이 가능하다면 먼저 약분하는 것이 좋아요!
\(\frac{A}{B} \times \frac{C}{D} = \frac{AC}{BD}\)
3. 나눗셈
나누는 식의 분자와 분모를 바꾼 역수를 곱합니다. 역시 곱하기 전에 약분이 가능하다면 먼저 약분합니다!
\(\frac{A}{B} \div \frac{C}{D} = \frac{A}{B} \times \frac{D}{C} = \frac{AD}{BC}\) (단, C \ne 0)
계산 결과는 항상 기약분수식으로! ⚙️
유리식의 계산 결과는 항상 분자와 분모에 공통인수가 없도록, 즉 더 이상 약분되지 않는 가장 간단한 형태(기약분수식)로 나타내는 것이 원칙입니다.
🧐 개념확인 문제: 유리식 계산하기!
이제 배운 유리식의 사칙연산 방법을 이용하여 다음 식을 계산해 봅시다!
다음 식을 계산하시오. (PDF Check 1 문제)
\(\frac{x+2}{x^2-1} \times \frac{x-1}{x^2+x-2} \div \frac{1}{x^2+2x}\)
정답 및 해설:
1. 각 다항식을 인수분해합니다.
- x2-1 = (x-1)(x+1)
- x2+x-2 = (x+2)(x-1)
- x2+2x = x(x+2)
2. 주어진 식에 인수분해한 결과를 대입하고, 나눗셈을 곱셈으로 바꿉니다.
\(\frac{x+2}{(x-1)(x+1)} \times \frac{x-1}{(x+2)(x-1)} \times \frac{x(x+2)}{1}\)
3. 분자와 분모에서 공통인수를 약분합니다.
– (x+2) 약분 (첫 번째 분자와 두 번째 분모)
– (x-1) 약분 (첫 번째 분모와 두 번째 분자)
식을 다시 쓰면:
\(\frac{1}{(x+1)} \times \frac{1}{(x-1)} \times \frac{x(x+2)}{1}\)
어, PDF 풀이와 과정이 약간 다르네요. PDF 풀이를 따라 다시 약분하겠습니다.
PDF에서는 \(\frac{x+2}{(x-1)(x+1)} \cdot \frac{x-1}{(x+2)(x-1)} \cdot \frac{x(x+2)}{1}\) 에서
(x+2)가 분자에 2개, 분모에 1개 ⇒ 분자에 1개 남음
(x-1)이 분자에 1개, 분모에 2개 ⇒ 분모에 1개 남음
(x+1)이 분모에 1개.
남는 것은 분자에 x(x+2), 분모에 (x+1)(x-1).
4. 남은 식을 정리합니다.
\(\frac{x(x+2)}{(x+1)(x-1)}\)
따라서 계산 결과는 \(\frac{x(x+2)}{(x-1)(x+1)}\) (또는 \(\frac{x^2+2x}{x^2-1}\)) 입니다.
유리식 계산은 먼저 각 분자, 분모를 인수분해하고 약분할 수 있는 부분을 최대한 약분한 후 계산하는 것이 실수를 줄이는 방법이에요! 😉
오늘은 두 다항식의 비로 표현되는 유리식의 뜻과 종류, 그리고 유리식의 사칙연산 방법에 대해 배웠습니다. 유리식의 계산은 기본적으로 유리수의 계산 방법과 동일하며, 통분과 약분이 핵심이었죠! 특히 계산 결과는 항상 기약분수식으로 나타내야 한다는 점을 기억해주세요. 이 유리식의 연산은 다음 시간에 배울 ‘유리함수’를 이해하는 데 중요한 기초가 된답니다. 오늘도 수고 많으셨습니다! ➕➖✖️➗