이차함수: 포물선, 꼭짓점 형태, 그리고 근의 공식
모든 이차함수의 그래프는 포물선입니다. 꼭짓점 형태를 익혀 꼭짓점을 한눈에 읽어내고, 인수분해가 어려울 때는 근의 공식으로 근을 구하는 법을 배워봅시다.
모든 이차함수는 포물선입니다
이차함수는 최고 차수의 항이 x²인 모든 방정식을 뜻합니다. 그 그래프는 항상 포물선 — 위 또는 아래로 열려 있는 U자 모양입니다. 식을 읽는 법만 익히면, 그래프 소프트웨어 없이도 그래프를 스케치하고 근을 구하며 꼭짓점의 위치를 찾을 수 있습니다.
포물선의 구성 요소
두 가지 식의 형태 — 하나의 같은 포물선
표준형: y = ax2 + bx + c꼭짓점 형태: y = a(x − h)2 + k꼭짓점 형태에서 (h, k)가 곧 꼭짓점입니다. 식에서 바로 읽어낼 수 있습니다.
a의 부호가 방향을 결정합니다
a > 0 → 위로 열림 (꼭짓점이 최솟값).
a < 0 → 아래로 열림 (꼭짓점이 최댓값).
|a|가 크면 → 폭이 좁고, 작으면 → 폭이 넓습니다.
꼭짓점 형태의 부호 함정
y = a(x − h)² + k는 −h를 사용합니다. 그래서 y = (x + 2)² + 4의 h는 −2(+2가 아님)이며, 꼭짓점은 (−2, 4)가 됩니다. 괄호 안 부호는 항상 반대로 읽어야 합니다.
꼭짓점 형태에서 꼭짓점 읽기
y = −2(x−1)² + 5의 꼭짓점은?
📌 꼭짓점 형태 y = a(x−h)²+k. 꼭짓점 = (1, 5). 아래로 열림 (a=−2<0).
꼭짓점 형태에서 방향 + 꼭짓점
y=−(x+2)²+4. 위로 열림? 아래로 열림? 꼭짓점은?
📌 a=−1<0 → 아래로 열림. 꼭짓점=(−2,4).
계수 a로 방향 판별
포물선이 아래로 열리는 것은 a가 어떨 때인가요?
📌 y = ax² + bx + c. a < 0이면 → 아래로 열림. a > 0이면 → 위로 열림.
표준형에서 꼭짓점 구하기
y = ax2 + bx + c꼭짓점의 x좌표: x = −b / (2a)y좌표: 그 x를 식에 대입같은 공식이 대칭축도 알려줍니다: x = −b/(2a).
인수분해가 안 될 때: 근의 공식
어떤 이차식은 예쁘게 인수분해되지 않습니다. 근의 공식은 언제나 통합니다.
ax2 + bx + c = 0에 대해:x = ( −b ± √(b2 − 4ac) ) / (2a)b² − 4ac라는 값을 판별식이라고 합니다. 실근이 몇 개인지 알려줍니다.
- 판별식 > 0
- 실근이 두 개 (포물선이 x축을 두 번 가로지릅니다).
- 판별식 = 0
- 실근이 하나 (포물선이 꼭짓점에서 x축에 접합니다).
- 판별식 < 0
- 실근이 없음 (포물선이 x축을 만나지 않습니다).
풀이 예제
2x2 − 5x − 3 = 0 (a=2, b=−5, c=−3)x = (5 ± √(25 + 24)) / 4x = (5 ± √49) / 4 = (5 ± 7) / 4x = 3 또는 x = −½
근의 공식 적용
근의 공식 사용: 2x²−5x−3=0
📌 x=(5±√(25+24))/4=(5±7)/4. x=3 또는 x=−1/2
3초 요약
- 표준형: y = ax² + bx + c. 꼭짓점 형태: y = a(x − h)² + k.
- a의 부호: 양수면 위로, 음수면 아래로 열림.
- 표준형의 꼭짓점: x = −b/(2a).
- 근의 공식: x = (−b ± √(b² − 4ac))/(2a).
- 판별식: b² − 4ac → 실근의 개수를 알려줍니다.
스스로 점검
빠른 점검 #1
포물선 y = (x − 3)² + 4의 꼭짓점은 무엇인가요?
꼭짓점 형태 y = a(x − h)² + k에서 꼭짓점은 (h, k)입니다. 괄호 안의 부호는 반대가 됩니다: (x − 3) → h = 3. 따라서 꼭짓점 = (3, 4).
빠른 점검 #2
인수분해로 x² − 5x + 6 = 0을 푸세요.
인수분해: 곱해서 6, 더해서 −5가 되는 두 수를 찾습니다. −2와 −3입니다. 따라서 (x − 2)(x − 3) = 0이 되어 x = 2 또는 x = 3.