262 로그함수 그래프의 이동 🚕💨: 평행이동과 대칭이동 마스터!
⭐ 핵심만정리
기본 로그함수 y = logax (a > 0, a ≠ 1) 그래프를 자유자재로 움직여 봐요! 🕺💃
- 평행이동:
- x축 방향으로 m만큼, y축 방향으로 n만큼 평행이동하면?
➡️ y = loga(x-m) + n (x 대신 x-m, y 대신 y-n 대입!)
- x축 방향으로 m만큼, y축 방향으로 n만큼 평행이동하면?
- 대칭이동:
- x축 대칭: y 대신 -y 대입 ➡️ -y = logax 즉, y = -logax
- y축 대칭: x 대신 -x 대입 ➡️ y = loga(-x)
- 원점 대칭: x 대신 -x, y 대신 -y 대입 ➡️ -y = loga(-x) 즉, y = -loga(-x)
- 직선 y=x 대칭 (역함수!): x 대신 y, y 대신 x 대입 ➡️ x = logay 즉, y = ax (지수함수로 변신!)
이동 규칙만 알면 어떤 로그함수 그래프도 그릴 수 있어요! 점근선과 항상 지나는 점 (1,0)도 함께 이동한다는 사실! 잊지 마세요. 😉
📚 개념정리
안녕, 그래프 마법사 친구들! ✨ 오늘은 기본 로그함수 y = logax의 그래프를 평행이동시키거나 대칭이동시켜서 새로운 로그함수 그래프를 만드는 마법을 배워볼 거예요. 지수함수의 이동과 아주 비슷하니 어렵지 않을 거예요! 😊
로그함수 y = logax (a > 0, a ≠ 1)의 그래프를 이동시키는 방법은 다음과 같아요.
1. 평행이동: 그래프를 그대로 옮기기! ➡️⬆️
로그함수 y = logax의 그래프를
- x축의 방향으로 m만큼 평행이동하면, 식에서 x 대신 (x-m)을 대입해요. ➡️ y = loga(x-m)
- y축의 방향으로 n만큼 평행이동하면, 식에서 y 대신 (y-n)을 대입해요. ➡️ y – n = logax, 즉 y = logax + 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 = loga(x-m), 즉 y = loga(x-m) + n 이라는 새로운 로그함수의 식이 탄생한답니다! 이때, 원래 그래프의 점근선이었던 y축(x=0)도 x축 방향으로 m만큼 평행이동하여 새로운 점근선은 x=m이 되고, 항상 지나던 점 (1,0)은 점 (1+m, n)으로 이동해요.
✨ 평행이동 예시: y = log2(x-1) + 3 그래프
이 함수는 기본형 y = log2x의 그래프를
- x축 방향으로 1만큼 (m=1)
- y축 방향으로 3만큼 (n=3)
평행이동한 것이에요. 따라서,
- 원래 점 (1,0)은 점 (1+1, 0+3) = (2,3)으로 이동해요.
- 원래 점근선 x=0은 x=0+1=1으로 이동해요.
y = log2x (회색)
y = log2(x-1) + 3 (색깔)
점 (2,3)을 지나고, 점근선 x=1
2. 대칭이동: 그래프를 거울에 비추기! зеркало
로그함수 y = logax의 그래프를
- x축에 대하여 대칭이동하면, 식에서 y 대신 -y를 대입해요.
-y = logax ➡️ y = -logax (또는 y = loga(1/x) 또는 y = log1/ax와도 같아요!) - y축에 대하여 대칭이동하면, 식에서 x 대신 -x를 대입해요.
y = loga(-x) (이때 진수 조건에 의해 -x > 0, 즉 x < 0이 정의역이 돼요.) - 원점에 대하여 대칭이동하면, 식에서 x 대신 -x를, y 대신 -y를 대입해요.
-y = loga(-x) ➡️ y = -loga(-x) - 직선 y=x에 대하여 대칭이동하면, x와 y를 바꿔요. 이것은 바로 역함수를 구하는 과정이죠!
x = logay ➡️ 로그의 정의에 의해 ax = y, 즉 지수함수 y = ax가 된답니다!
식이 복잡하게 주어진 로그함수도, 예를 들어 y = log24(x+1) 같은 식은 y = log24 + log2(x+1) = 2 + log2(x+1)로 바꿔서 y=log2x를 평행이동한 것으로 생각할 수 있어요!
연산 PDF 링크 삽입 위치
✅ 개념확인
✏️ 문제: 로그함수 y = log2x의 그래프를 이용하여 다음 함수의 그래프를 그리고, 어떤 이동을 한 것인지 설명하시오.
(1) y = log2(x-3)
(2) y = -log2x
(3) y = log2(-x)
(4) y = log22x
💡 풀이:
기본 그래프 y = log2x (점 (1,0)을 지나고 오른쪽 위로 증가, 점근선 y축)를 기준으로 생각해 봅시다!
(1) y = log2(x-3)
x 대신 x-3이 들어갔으므로, y = log2x 그래프를 x축 방향으로 3만큼 평행이동한 것입니다. (점근선은 x=3)
y=log2x를 x축으로 +3 이동
(2) y = -log2x
이 식은 -y = log2x와 같으므로, y = log2x 그래프를 x축에 대하여 대칭이동한 것입니다.
y=log2x를 x축 대칭
(3) y = log2(-x)
x 대신 -x가 들어갔으므로, y = log2x 그래프를 y축에 대하여 대칭이동한 것입니다. (정의역은 x < 0)
y=log2x를 y축 대칭
(4) y = log22x
로그의 성질을 이용하면 log22x = log22 + log2x = 1 + log2x와 같아요.
따라서 이 식은 y = log2x + 1과 같으므로, y = log2x 그래프를 y축 방향으로 1만큼 평행이동한 것입니다.
y=log2x를 y축으로 +1 이동
연산 PDF 링크 삽입 위치
💡 참고
로그함수의 평행이동과 대칭이동을 할 때도, 지수함수처럼 그래프의 중요한 요소들이 함께 움직인다는 것을 기억하는 것이 중요해요! 🔑
- 항상 지나는 점 (원래는 (1,0)): 평행이동에 따라 (1+m, n)으로 이동해요. 대칭이동에 따라서도 위치가 바뀌겠죠? (예: y축 대칭이면 (-1,0))
- 점근선 (원래는 y축, 즉 x=0): y축 방향 평행이동에는 영향을 받지 않지만, x축 방향으로 m만큼 평행이동하면 점근선도 x=m으로 바뀐답니다! x축 대칭이나 원점 대칭을 해도 점근선은 y축으로 유지되지만 (정의역이 바뀌므로 주의!), y축 대칭을 하면 점근선은 그대로 y축이에요.
식이 y = loga(bx+c) + d 와 같이 복잡하게 주어졌을 때는, 먼저 y = logab(x+c/b) + d = logab + loga(x+c/b) + d 와 같이 로그의 성질을 이용해 y = loga(x-p) + q’ 형태로 변형하면 평행이동 관계를 파악하기 쉬워요! 😉