254 지수함수 그래프의 이동: 평행이동과 대칭이동 마스터!

254 지수함수 그래프의 이동: 평행이동과 대칭이동 마스터!

254 지수함수 그래프의 이동 🚕💨: 평행이동과 대칭이동 마스터!

⭐ 핵심만정리

기본 지수함수 y = ax (a > 0, a ≠ 1) 그래프를 자유자재로 움직여 봐요! 🕺💃

  • 평행이동:
    • x축 방향으로 m만큼, y축 방향으로 n만큼 평행이동하면?
      ➡️ y = ax-m + n (x 대신 x-m, y 대신 y-n 대입!)
  • 대칭이동:
    • x축 대칭: y 대신 -y 대입 ➡️ -y = ax 즉, y = -ax
    • y축 대칭: x 대신 -x 대입 ➡️ y = a-x 즉, y = (1/a)x
    • 원점 대칭: x 대신 -x, y 대신 -y 대입 ➡️ -y = a-x 즉, y = -(1/a)x

이동 규칙만 알면 어떤 지수함수 그래프도 그릴 수 있어요! 점근선과 항상 지나는 점 (0,1)도 함께 이동한다는 사실! 잊지 마세요. 😉


📚 개념정리

안녕, 그래프 마술사 친구들! ✨ 오늘은 기본 지수함수 y = ax의 그래프를 평행이동시키거나 대칭이동시켜서 새로운 지수함수 그래프를 만드는 마법을 배워볼 거예요. 도형의 이동 원리를 알면 지수함수 그래프도 쉽게 변신시킬 수 있답니다! 😊

지수함수 y = ax (a > 0, a ≠ 1)의 그래프를 이동시키는 방법은 다음과 같아요.

1. 평행이동: 그래프를 그대로 옮기기! ➡️⬆️

지수함수 y = ax의 그래프를

  • x축의 방향으로 m만큼 평행이동하면, 식에서 x 대신 (x-m)을 대입해요. ➡️ y = ax-m
  • y축의 방향으로 n만큼 평행이동하면, 식에서 y 대신 (y-n)을 대입해요. ➡️ y – n = ax, 즉 y = ax + n

만약 x축 방향으로 m만큼, y축 방향으로 n만큼 동시에 평행이동한다면, 두 가지를 모두 적용해서 x 대신 (x-m)을, y 대신 (y-n)을 대입하면 돼요.

그래서 y – n = ax-m, 즉 y = ax-m + n 이라는 새로운 지수함수의 식이 탄생한답니다! 이때, 원래 그래프의 점근선이었던 x축(y=0)도 y축 방향으로 n만큼 평행이동하여 새로운 점근선은 y=n이 되고, 항상 지나던 점 (0,1)은 점 (m, 1+n)으로 이동해요.

✨ 평행이동 예시: y = 2x-1 + 3 그래프

이 함수는 기본형 y = 2x의 그래프를

  • x축 방향으로 1만큼 (m=1)
  • y축 방향으로 3만큼 (n=3)

평행이동한 것이에요. 따라서,

  • 원래 점 (0,1)은 점 (0+1, 1+3) = (1,4)로 이동해요.
  • 원래 점근선 y=0y=0+3=3으로 이동해요.

y = 2x (회색)

y = 2x-1 + 3 (색깔)

점 (1,4)를 지나고, 점근선 y=3

2. 대칭이동: 그래프를 거울에 비추기! зеркало

지수함수 y = ax의 그래프를

  • x축에 대하여 대칭이동하면, 식에서 y 대신 -y를 대입해요.
    -y = ax ➡️ y = -ax
  • y축에 대하여 대칭이동하면, 식에서 x 대신 -x를 대입해요.
    y = a-x ➡️ y = (a-1)x = (1/a)x
  • 원점에 대하여 대칭이동하면, 식에서 x 대신 -x를, y 대신 -y를 대입해요.
    -y = a-x ➡️ y = -a-x = -(1/a)x

식이 복잡하게 주어진 지수함수의 그래프도, 이런 평행이동이나 대칭이동을 이용해서 그릴 수 있어요! 예를 들어 y = 3 \cdot 2x + 1 같은 식은 y = 2log23 \cdot 2x + 1 = 2x + log23 + 1로 바꿔서 y=2x를 평행이동한 것으로 생각할 수 있답니다. (조금 어렵나요? 이런 변형은 나중에 더 익숙해질 거예요!)

연산 PDF 링크 삽입 위치


✅ 개념확인

✏️ 문제: 지수함수 y = 2x의 그래프를 이용하여 다음 함수의 그래프를 그리고, 어떤 이동을 한 것인지 설명하시오.

(1) y = 2x-3

(2) y = -2x

(3) y = (1/2)x

(4) y = -(1/2)x + 1

(숫자 및 함수 형태 변경: 원본은 y=3ˣ 기준)

💡 풀이:

기본 그래프 y = 2x (점 (0,1)을 지나고 오른쪽 위로 증가, 점근선 x축)를 기준으로 생각해 봅시다!

(1) y = 2x-3

x 대신 x-3이 들어갔으므로, y = 2x 그래프를 x축 방향으로 3만큼 평행이동한 것입니다.

(1) y = 2x-3
y=2x를 x축으로 +3 이동

(2) y = -2x

이 식은 -y = 2x와 같으므로, y = 2x 그래프를 x축에 대하여 대칭이동한 것입니다.

(2) y = -2x
y=2x를 x축 대칭

(3) y = (1/2)x

이 식은 y = (2-1)x = 2-x와 같으므로, x 대신 -x가 들어갔죠? y = 2x 그래프를 y축에 대하여 대칭이동한 것입니다.

(3) y = (1/2)x
y=2x를 y축 대칭

(4) y = -(1/2)x + 1

이 식은 y – 1 = -(2-x) 또는 -(y-1) = 2-x와 같아요.
단계별로 보면:

  1. y = 2x를 y축 대칭 ➡️ y = 2-x (즉, y = (1/2)x)
  2. 이것을 x축 대칭 ➡️ y = -(1/2)x
  3. 이것을 y축 방향으로 1만큼 평행이동 ➡️ y = -(1/2)x + 1

또는, y = 2x를 원점 대칭하면 y = -2-x = -(1/2)x가 되고, 이것을 y축으로 1만큼 평행이동한 것이라고도 볼 수 있어요!

(4) y = -(1/2)x + 1
y=(1/2)x를 x축 대칭 후 y축 +1 이동

연산 PDF 링크 삽입 위치


💡 참고

지수함수의 평행이동과 대칭이동을 할 때, 그래프의 중요한 요소들도 함께 움직인다는 것을 기억하는 것이 중요해요! 🔑

  • 항상 지나는 점 (원래는 (0,1)): 평행이동에 따라 (m, 1+n)으로 이동해요. 대칭이동에 따라서도 위치가 바뀌겠죠? (예: x축 대칭이면 (0,-1))
  • 점근선 (원래는 x축, 즉 y=0): x축 방향 평행이동에는 영향을 받지 않지만, y축 방향으로 n만큼 평행이동하면 점근선도 y=n으로 바뀐답니다! x축 대칭을 하면 점근선은 그대로 x축이지만, y축 대칭이나 원점 대칭을 해도 점근선은 x축으로 유지돼요.

식이 복잡해 보일 때는 기본형 y=ax에서 어떤 이동을 거쳐서 현재의 식이 되었는지 차근차근 분석해보면 그래프의 개형을 파악하는 데 큰 도움이 될 거예요! 마치 변신 과정을 되짚어보는 것처럼요! 😉


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