중2 부등식의 해와 수직선
일차부등식의 해를 수직선에 속이 찬 점·빈 점과 화살표로 나타냅니다. 경곗값 포함 여부와 정수인 해 세기를 정리하고, 두 부등식을 겹쳐 그리는 보기가 고등학교 내용이라는 점을 밝혔습니다.
개념 정리
부등식의 해를 수직선에 나타낼 때, 경곗값을 포함하는 ≥, ≤는 속이 찬 점(●), 포함하지 않는 >, <는 속이 빈 점(○)으로 찍고 해가 있는 쪽으로 선을 긋습니다. x ≥ −2는 −2에 ●를 찍고 오른쪽으로, x < 3은 3에 ○를 찍고 왼쪽으로 긋습니다.
부등식의 양변에 같은 음수를 곱하거나 나누면 부등호의 방향이 바뀝니다. 2 < 5에 −1을 곱하면 −2 > −5가 되는 것과 같은 이치입니다. 그래서 −3x ≤ 6을 풀면 x ≥ −2입니다.
두 부등식을 동시에 만족하는 x의 값의 범위를 겹쳐 그리는 "두 부등식" 보기는 연립일차부등식의 해를 나타내는 그림입니다. 중학교 부등식 성취기준은 일차부등식([9수02-11], [9수02-12])까지이고, 미지수가 1개인 연립일차부등식은 고등학교 공통수학1([10공수1-02-09])의 내용입니다. 그래서 이 보기는 중학교 교육과정 밖이며, 중학교 문제지에는 "부등식 1개" 보기를 씁니다.
시험·학습지에 자주 나오는 형태
- 부등식 1개: 풀이 결과에 맞는 수직선 그림을 ①~⑤에서 고르기, 반대로 그림을 보고 부등식 쓰기
- 해 중에서 가장 작은 정수나 가장 큰 자연수 묻기: x > 1.5이면 가장 작은 정수는 2
- 일차부등식의 활용: 800원짜리 공책 x권과 1200원짜리 필통 1개의 값이 5000원 이하일 때 800x + 1200 ≤ 5000, x ≤ 4.75이므로 공책은 최대 4권. 해를 수직선에 나타내고 자연수인 해만 고르기
- 거꾸로 묻기: 부등식 2x − a ≤ 5의 해가 그림처럼 x ≤ 4일 때, (5 + a) ÷ 2 = 4에서 a = 3 구하기
이 도판은 2가지 보기로 그릴 수 있습니다: 부등식 1개, 연립부등식.
예제 · 부등호 방향이 바뀌는 경우
일차부등식 −3x + 7 ≥ x − 5의 해를 수직선에 나타내고, 해가 되는 자연수를 모두 구하시오.
−3x − x ≥ −5 − 7에서 −4x ≥ −12입니다. 양변을 −4로 나누면 부등호 방향이 바뀌어 x ≤ 3입니다.
수직선에는 3에 속이 찬 점을 찍고 왼쪽으로 선을 긋습니다. 해가 되는 자연수는 1, 2, 3입니다. 검산: x = 3이면 좌변 −2, 우변 −2로 등호가 성립합니다.
예제 · 일차부등식의 활용
최대 500 kg까지 실을 수 있는 승강기에 몸무게 60 kg인 사람이 한 상자에 15 kg인 상자들을 싣고 타려고 한다. 상자를 최대 몇 개까지 실을 수 있는지 구하시오.
상자를 x개 싣는다고 하면 60 + 15x ≤ 500, 15x ≤ 440이므로 x ≤ 88/3(= 29.33…)입니다.
x는 자연수이므로 최대 29개입니다. 검산: 29개이면 60 + 435 = 495 kg, 30개이면 510 kg으로 500 kg을 넘습니다.
도판을 만들 때 챙길 점
- "경곗값만 숫자 쓰기"를 켜면 눈금 숫자가 경곗값만 남아 보기용 그림이 깔끔해집니다. 정수의 개수를 세는 문제에서는 꺼서 모든 눈금 숫자를 보여 줍니다.
- 도판을 처음 열면 "두 부등식" 보기가 먼저 나옵니다. 이 보기와 "공통부분 빗금"은 연립일차부등식([10공수1-02-09])을 나타내므로, 중학교 문제지를 만들 때는 보기를 "부등식 1개"로 바꿉니다.
- 고르기 문제의 보기는 같은 경곗값에서 ●·○만 바꾼 그림, 방향만 바꾼 그림을 여러 장 만들어 섞습니다.
- 경곗값은 음수나 2.5 같은 소수도 넣을 수 있어, 해가 x > 2.5일 때 가장 작은 정수를 묻는 문제도 만들 수 있습니다.
학생들이 자주 틀리는 부분
- 음수로 나눌 때 부등호 방향을 바꾸지 않습니다.
- x ≤ 3을 속이 빈 점으로 그리거나, x < 3을 속이 찬 점으로 그립니다.
- 해 중 가장 큰 정수를 구할 때 ○인 경곗값까지 넣어, x < 3의 가장 큰 정수를 3으로 답합니다.
교육과정 근거: 교육부 고시 제2022-33호 [별책 8] 수학과 교육과정(국가교육과정정보센터(NCIC) 공개). 교육과정은 중학교 성취기준을 1~3학년 한 묶음으로 제시하며, 학년 표시는 쌤로그 도판 분류(교과서 단원 순서)입니다.