205 유리식의 성질: 분수처럼 다루는 식의 비밀!

205 유리식의 성질: 분수처럼 다루는 식의 비밀!

205 유리식의 성질 ⚙️: 분수처럼 다루는 식의 비밀!

⭐ 핵심만정리

유리식도 우리가 아는 분수(유리수)와 비슷한 성질을 가지고 있어요! 바로 이것만 기억하세요! 💡

  • 세 다항식 A, B, C에 대하여 (단, B와 C는 0이 아니에요!)
    • 성질 1: 유리식 AB의 분자와 분모에 똑같은 다항식 C를 곱해도 값은 변하지 않아요!
      AB = A × CB × C [cite: 103]
    • 성질 2: 유리식 AB의 분자와 분모를 똑같은 다항식 C로 나누어도 값은 변하지 않아요!
      AB = A ÷ CB ÷ C [cite: 103]
  • 통분이란? 이 성질 ①을 이용해서 여러 유리식의 분모를 똑같이 만들어주는 작업이에요. [cite: 103]
  • 약분이란? 이 성질 ②를 이용해서 분자와 분모의 공통된 부분을 나누어 식을 간단하게 만드는 작업이랍니다. [cite: 104]

📚 개념정리

안녕, 수학 친구들! 👋 유리식이라는 새로운 친구를 만났으니, 이제 이 친구가 어떤 성격을 가졌는지 알아볼 차례예요. 우리가 잘 아는 ‘분수’의 성질과 아주 비슷해서 금방 친해질 수 있을 거예요! 😊

유리식의 기본적인 성질: 분수와 똑같네!

유리수의 분자, 분모에 0이 아닌 같은 수를 곱하거나 나누어도 그 값이 변하지 않는 것처럼, 유리식도 비슷한 성질을 가져요. [cite: 108, 109] 세 다항식 A, B, C가 있고, 분모가 되는 B와 곱하거나 나누는 C는 0이 아니라고 약속할게요. 그러면 다음과 같은 성질이 성립해요.

  • ☝️ 분자, 분모에 같은 다항식 곱하기:
    유리식 AB의 분자와 분모에 똑같은 다항식 C를 곱해도 그 값은 변하지 않아요. [cite: 103]
    AB = A × CB × C
  • ✌️ 분자, 분모를 같은 다항식으로 나누기:
    유리식 AB의 분자와 분모를 똑같은 다항식 C로 나누어도 그 값은 변하지 않아요. [cite: 103]
    AB = A ÷ CB ÷ C

이 두 가지 성질 덕분에 우리는 유리식을 가지고 ‘통분’도 하고 ‘약분’도 할 수 있답니다! [cite: 110]

통분과 약분: 유리식을 다루는 기술!

  • 통분 (분모를 같게 만들기):
    여러 개의 유리식들의 분모를 위에서 배운 성질 ①을 이용해서 똑같이 만들어주는 것을 ‘통분한다’고 해요. [cite: 103] 보통 분모들의 최소공배수를 공통분모로 만들죠. [cite: 117]

    예를 들어, 1x2xx+1 를 통분해 볼까요? [cite: 110]
    두 분모 xx+1의 최소공배수는 x(x+1)이에요. [cite: 111]
    1x = 1 × (x+1)x × (x+1) = x+1x(x+1)
    2xx+1 = 2x × x(x+1) × x = 2x2x(x+1) [cite: 112]

  • 약분 (간단하게 만들기):
    유리식의 분자와 분모에 공통으로 들어있는 약수(공약수)가 있을 때, 위에서 배운 성질 ②를 이용해서 분자와 분모를 그 공약수로 나누어 식을 간단하게 만드는 것을 ‘약분한다’고 해요. [cite: 104] 보통 분자와 분모의 최대공약수로 나누죠. [cite: 118]

    예를 들어, x2 – 1x3 + 1을 약분해 볼게요. [cite: 112]
    먼저 분자와 분모를 인수분해해요:
    분자: x2 – 1 = (x+1)(x-1)
    분모: x3 + 1 = (x+1)(x2-x+1)
    공통된 약수는 (x+1)이네요! 이걸로 나누면:
    (x+1)(x-1)(x+1)(x2-x+1) = x-1x2-x+1 [cite: 113]

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✅ 개념확인

✏️ 문제 1: 다음 두 유리식을 통분하시오.

2xx2 – 4 , 3x2 + x – 6

(원본 문제: (1) x/(x²-1), 3/(x²+3x+2) (2) (x-1)/(x²-4), (x+2)/(x²-x-2) [cite: 119])

💡 풀이 1:

먼저 각 분모를 인수분해해서 공통분모를 찾아야 해요!

  • x2 – 4 = (x – 2)(x + 2)
  • x2 + x – 6 = (x + 3)(x – 2) (곱해서 -6, 더해서 1이 되는 두 수는 3과 -2)

두 분모의 최소공배수는 (x – 2)(x + 2)(x + 3)이 되겠네요. 이제 이 분모로 통일해 봅시다!

  • 2x(x – 2)(x + 2) = 2x(x + 3)(x – 2)(x + 2)(x + 3) = 2x2 + 6x(x – 2)(x + 2)(x + 3)
  • 3(x + 3)(x – 2) = 3(x + 2)(x – 2)(x + 2)(x + 3) = 3x + 6(x – 2)(x + 2)(x + 3)

짜잔! 분모가 같아졌죠? 😄

✏️ 문제 2: 다음 유리식을 약분하시오.

x2 – 5x + 6x2 – x – 6

(원본 문제: (1) (x²-8x+15)/(x²-4x-5) (2) (x²-x)/(x³+2x²-3x))

💡 풀이 2:

분자와 분모를 각각 인수분해해서 공통된 약수를 찾아봅시다!

  • 분자: x2 – 5x + 6 = (x – 2)(x – 3) (곱해서 6, 더해서 -5가 되는 두 수는 -2와 -3)
  • 분모: x2 – x – 6 = (x – 3)(x + 2) (곱해서 -6, 더해서 -1이 되는 두 수는 -3과 2)

분자와 분모에 공통으로 (x – 3)이 있네요! 이걸로 약분하면:

(x – 2)(x – 3)(x – 3)(x + 2) = x – 2x + 2

더 이상 약분할 수 없으니 이게 최종 답이에요! 😉

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💡 참고

유리식을 다룰 때 몇 가지 기억해두면 좋은 용어들이 있어요! 🤓

  • 약수와 배수 (다항식에서): 다항식 A가 다항식 B (B≠0)로 나누어떨어질 때, 즉 A = BQ (Q는 다항식) 꼴일 때, B를 A의 약수, A를 B의 배수라고 해요. [cite: 105]
  • 공약수와 최대공약수: 둘 이상의 다항식에 공통으로 들어있는 약수를 공약수라고 하고, 공약수 중에서 차수가 가장 높은 것을 최대공약수라고 해요. [cite: 106] 약분할 때 이 최대공약수로 나누면 가장 간단해지죠!
  • 공배수와 최소공배수: 둘 이상의 다항식에 공통으로 들어있는 배수를 공배수라고 하고, 공배수 중에서 차수가 가장 낮은 것을 최소공배수라고 해요. [cite: 107] 통분할 때 이 최소공배수를 공통분모로 사용하면 편리해요!
  • 기약분수식: 더 이상 약분할 수 없을 만큼 간단하게 만든 유리식을 ‘기약분수식’이라고 불러요. [cite: 116] 문제에서 ‘약분하라’고 하면 보통 이 기약분수식으로 나타내라는 뜻이에요.
  • 인수분해는 필수!: 유리식을 통분하거나 약분할 때는 먼저 분자, 분모를 인수분해하면 공약수나 공배수를 찾기가 훨씬 쉬워진답니다! [cite: 117]

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