[고등수학개념사전]011나눗셈의 끝판왕! 다항식과 다항식의 나눗셈 세로셈으로 정복하기

나눗셈의 끝판왕! 다항식과 다항식의 나눗셈 세로셈으로 정복하기

안녕하세요! 다항식의 덧셈, 뺄셈, 곱셈까지 모두 정복했다면 이제 마지막 관문인 나눗셈이 남았습니다. 다항식끼리의 나눗셈은 숫자의 나눗셈과 원리가 똑같지만, 문자와 차수가 섞여 있어 더 꼼꼼한 계산이 필요합니다. 오늘은 세로셈법을 통해 몫과 나머지를 구하는 방법을 확실하게 파헤쳐 보겠습니다!

다항식 나눗셈의 3대 핵심 포인트

다항식 $A$를 다항식 $B$($B \neq 0$)로 나눌 때는 다음을 기억하세요.

  • 차수 정렬: 반드시 높은 차수부터 내림차순으로 적고 시작합니다.
  • 멈춤 조건: 나머지의 차수가 나누는 식($B$)의 차수보다 작아지면 나눗셈을 멈춥니다.
  • 관계식: $A = BQ + R$ (이때 $Q$는 몫, $R$은 나머지)

🔍 실수를 제로로 만드는 세로셈 전략

전략 01 줄을 잘 서야 답이 보인다!

나누는 식과 나누어지는 식을 내림차순으로 정리하세요. 만약 $x^3 + x + 1$처럼 이차항($x^2$)이 없는 경우, 세로셈을 할 때 그 자리를 비워두거나 $0 \cdot x^2$이라고 써주어야 줄이 꼬이지 않습니다.

전략 02 앞머리만 똑같이 맞추세요!

나눗셈의 매 단계마다 나누는 식의 가장 높은 차수 항에 무엇을 곱해야 나누어지는 식의 최고차항과 똑같아질지만 고민하면 됩니다. 똑같이 맞춘 뒤 위에서 아래를 빼주는 과정을 반복합니다.

전략 03 나머지의 차수를 체크하세요!

나눗셈을 언제까지 해야 할까요? 나머지의 차수가 나누는 식($B$)보다 낮아질 때까지입니다. 예를 들어 2차식으로 나누고 있다면, 나머지가 1차식 이하(1차식 또는 상수)가 되었을 때 연산을 종료합니다.

📖 시각적으로 이해하는 나눗셈 과정

실제 세로셈이 어떻게 이루어지는지 아래 그림과 예시를 통해 확인해 보세요.

예시: $(x^2 + 3x + 4) \div (x + 1)$
$x^2$을 맞추기 위해 $x$를 곱하고 빼면 $2x + 4$가 남습니다.
다시 $2x$를 맞추기 위해 $2$를 곱하고 빼면 최종적으로 $2$가 남습니다.

몫($Q$): $x + 2$
나머지($R$): $2$

이를 관계식으로 나타내면 다음과 같습니다.

$$x^2 + 3x + 4 = (x + 1)(x + 2) + 2$$
💡 선생님의 연산 팁!
나머지가 0인 경우를 우리는 ‘나누어떨어진다’고 부릅니다. 또한, 나머지의 차수가 나누는 식보다 작아야 한다는 성질은 나중에 ‘나머지정리’ 문제를 풀 때 나머지를 $ax+b$ 등으로 설정하는 중요한 근거가 되니 꼭 기억해 두세요!

다항식의 나눗셈 세로셈법, 이제 감이 오시나요?
다음 시간에는 이 나눗셈 구조를 식으로 활용하는 ‘나눗셈에 대한 등식의 성질’을 알아보겠습니다!

숫자의 나눗셈만큼 쉽다! (다항식)÷(다항식) 세로셈 연습 문제 10선

다항식의 나눗셈은 최고차항을 하나씩 제거해 나가는 과정입니다. 세로셈을 할 때 차수가 비어 있는 자리는 반드시 0이나 빈칸으로 두어 계산 실수를 방지하세요. 10개의 문제를 통해 완벽하게 마스터해 봅시다!

✏️ 다항식 나눗셈 실전 문제 (10문항)

[01] $(x^2 + 5x + 6) \div (x + 2)$ 의 몫과 나머지를 구하세요.
[02] $(2x^2 – x – 3) \div (x – 1)$ 의 몫과 나머지를 구하세요.
[03] $(x^3 + 3x^2 + 3x + 1) \div (x + 1)$ 의 몫을 구하세요.
[04] 이차식 $x^2 + ax + 3$을 $x-1$로 나누었을 때 나머지가 5가 되도록 하는 상수 $a$의 값을 구하세요.
[05] $(x^3 + 1) \div (x + 1)$을 계산하세요. (이차항과 일차항이 0인 경우 주의)
[06] 다항식 $A$를 $x+2$로 나누었을 때 몫이 $x-1$이고 나머지가 3입니다. 다항식 $A$를 구하세요.
[07] $(3x^3 – 4x + 1) \div (x^2 + x – 1)$ 의 몫과 나머지를 구하세요.
[08] 3차 다항식을 2차 다항식으로 나눌 때, 나머지가 될 수 있는 가장 높은 차수는 몇 차인가요?
[09] $(x^2 – 4) \div (x – 2)$ 가 나누어떨어짐을 세로셈으로 확인하고 몫을 구하세요.
[10] $A = x^4 – 3x^2 + 2$를 $B = x^2 – 1$로 나누었을 때의 나머지를 구하세요.

📖 단계별 상세 해설

풀이 01

$x^2+5x+6$에서 $x(x+2)$를 빼면 $3x+6$이 남고, 다시 $3(x+2)$를 빼면 0이 됩니다.
정답: 몫: $x+3$, 나머지: $0$

풀이 02

$2x(x-1)$을 빼면 $x-3$이 남고, $1(x-1)$을 빼면 $-2$가 남습니다.
정답: 몫: $2x+1$, 나머지: $-2$

풀이 03

세로셈 결과 $(x+1)(x^2+2x+1) + 0$이 됩니다.
정답: $x^2+2x+1$

풀이 04

세로셈을 수행하면 몫은 $x+(a+1)$이고 나머지는 $1+(a+1)+3 = a+4$가 됩니다.
$a+4=5$이므로 $a=1$입니다.
정답: 1

풀이 05

$x^3+0x^2+0x+1$로 놓고 계산합니다.
$x^2(x+1)$ 빼기 $\to -x^2+0x+1$
$-x(x+1)$ 빼기 $\to x+1$
$1(x+1)$ 빼기 $\to 0$
정답: $x^2-x+1$

풀이 06

$A = (x+2)(x-1) + 3$ (검산식 활용)
$A = (x^2+x-2) + 3 = x^2+x+1$
정답: $x^2+x+1$

풀이 07

$3x(x^2+x-1)$을 빼면 $-3x^2-x+1$이 남고,
$-3(x^2+x-1)$을 빼면 $2x-2$가 남습니다.
정답: 몫: $3x-3$, 나머지: $2x-2$

풀이 08

나머지의 차수는 나누는 식의 차수(2차)보다 작아야 합니다.
정답: 1차

풀이 09

$x^2-4 = (x-2)(x+2) + 0$ 이므로 나머지가 0입니다.
정답: $x+2$

풀이 10

$x^4-3x^2+2 = (x^2-1)(x^2-2) + 0$
실제로 세로셈을 해보면 나머지가 0이 됨을 알 수 있습니다.
정답: 0

💯 학습 완료!
다항식의 나눗셈은 모든 연산의 기초이자 핵심입니다.
이제 이 관계를 멋진 식으로 나타내는 ‘나눗셈에 대한 등식’을 배우러 가볼까요?

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