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08 . 부등식

문서에서 2020 코드엠 수학상 답지 정답 (페이지 73-79)

( -9

4{a+b+c}=1 6{a+c}=1 8{b+c}=1

/ (| -| 9

a+b+c=1

4 yy ① a+c=1

6 yy ② b+c=1

8 yy ③

①-②를 하면 b=1 12

①-③을 하면 a=1 8 a+b=1

8 +1 12 = 5

24 이므로 A와 B로 10분 동안 물통의 5 24 를 채울 수 있다.

따라서 물통을 가득 채우는 데 걸리는 시간은 24

5 \10=48(분)

12

⑴ 두 삼각형 ABD, BCD가 직각삼각형임을 이용한다.

⑵ x, y가 자연수이므로 { }\{ }=(정수) 꼴로 x, y 에 대한 관계식을 나타낸다.

⑴ 직각삼각형 ABD에서 x@+2@=BDZ @ 직각삼각형 BCD에서 y@+6@=BDZ @ 두 식에서 BDZ @을 소거하면

x@+2@=y@+6@ / x@-y@=32

⑵ {x+y}{x-y}=32이고, x+y>2, x+y>x-y이므로 가 능한 값은 다음 표와 같다.

x+y 32 16 8

x-y 1 2 4

따라서 x, y는 자연수이므로 -x=9 y=7, -x=6

y=2

1

⑴ x<1 yy ①

-3 1 x

x>-3 yy ②

①, ②의 공통부분은 -3<x<1

⑵ 2x-1<1에서 2x<2 / x<1 yy ① x+1<-2에서

-3 1 x

x<-3 yy ② ①, ②의 공통부분은 x<-3

⑶ x<2 yy ①, x>2 yy ② ①, ②의 공통부분이 없으므로

2 x

해는 없다.

⑷ 2x+1<3에서 2x<2 / x<1 yy ① x+2>5-2x에서

1 x

3x>3 / x>1 yy ② ①, ②의 공통부분은 x=1

2

⑴ 이차함수의 그래프가 x축보다 위쪽에 있는 x의 값의 범위 이므로 0<x<2

⑵ 이차함수의 그래프가 x축보다 아래쪽에 있거나 x축과 만나는 x의 값의 범위이므로 x<0 또는 x>2

3

x@-x-2=0에서 {x+1}{x-2}=0 / x=-1 또는 x=2

⑴ x<-1 또는 x>2

O x

y

-1 -2

2 y=x@-x-2

⑵ -1<x<2

⑶ 양변에 -1을 곱하면 x@-x-2<0 / -1<x<2

⑷ 양변에 -1을 곱하면 x@-x-2>0 / x<-1 또는 x>2

4

y=-2x@+4x-3에서

O x y

-1 -3

1

y=-2x@+4x-3

y =-2{x@-2x+1-1}-3

=-2{x-1}@-1

⑴ 함수의 그래프가 x축 아래쪽에 있다.

곧, 항상 y<0이므로 해는 없다.

⑵ 해는 모든 실수

162 개념 확인

01 일차, 이차부등식

08 . 부등식

유제

1-2

2x-1>x+2에서 x>3 yy ① 3x-2<x-4a에서

2x<-4a+2 / x<-2a+1 yy ②

⑴ ①, ②의 공통부분이 없으므로

-2a+1 3 x

-2a+1<3, -2a<2 / a>-1

⑵ x<-2a+1이 정수 4를 포함하고

x -2a+1

3 4 5

5를 포함하지 않으므로

4<-2a+1<5, 3<-2a<4

각 변을 -2로 나누면 부등호의 방향이 바뀐다.

/ -2<a<-3 2

164 예제

2

⑴ px+p>x+2에서 {p-1}x>-p+2 p>1일 때, x>-p+2

p-1 p<1일 때, x<-p+2

p-1

p=1일 때, 0\x>1이므로 성립하지 않는다. 곧, 해는 없다.

! x-2>0일 때, yy ① 2{x-2}<x+1 / x<5

①에서 x>2이므로 2<x<5

@ x-2<0일 때, yy ②

-2{x-2}<x+1, -3x<-3 / x>1

②에서 x<2이므로 1<x<2

!, @에서 1<x<5

! x<-2일 때, yy ①

-{x+2}-{x-1}>5, -2x>6 / x<-3

①에서 생각하면 x<-3

@ -2<x<1일 때,

{x+2}-{x-1}>5, 3>5 따라서 성립하지 않는다.

# x>1일 때, yy ②

{x+2}+{x-1}>5, 2x>4 / x>2

②에서 생각하면 x>2

!, @, #에서 x<-3 또는 x>2

유제

2-1

-3+2x<2p-px, {p+2}x<2p+3 p>-2일 때, x<2p+3

p+2 p<-2일 때, x>2p+3

p+2

p=-2일 때, 0\x<-1이므로 성립하지 않는다. 곧, 해는 없다.

note 양변에 -1을 곱하면

⑴ 은 2x@-4x+3<0, ⑵ 는 2x@-4x+3>0 곧, y=2x@-4x+3의 그래프를 이용하여 풀어도 된다.

5

y=x@+2x+1이라 하면

O 1

x y

-1 y=x@+2x+1

y={x+1}@

⑴ x=-1인 모든 실수

⑵ 모든 실수

⑶ 해는 없다.

⑷ x=-1

note ⑴ 은 해를 x<-1 또는 x>-1이라 해도 된다.

⑴ 2x-5 3 <x-3

2 에서 2{2x-5}<3{x-3}

4x-10<3x-9 / x<1 yy ① x-3

2 <x+1에서 x-3<2{x+1}

-x<5 / x>-5 yy ② ①, ②의 공통부분은 -5<x<1

⑵ 3x+2>2{x+a}에서 x>2a-2 yy ① 2x+5<9에서 2x<4 / x<2 yy ② ①, ②의 공통부분이 없어야 하므로

2a-2>2, 2a>4 / a>2

⑶ 3x-1<2a에서

3x<2a+1 / x<2a+1 3

이 부등식이 1, 2, 3을 포함하고 4를 포함하지 않으므로 3<2a+1

3 <4, 9<2a+1<12 8<2a<11 / 4<a<11

2 유제

1-1

⑴ 3{x+5}>7x+3에서

3x+15>7x+3, -4x>-12 / x<3 yy ① 2x-4>5-3{x+3}에서

2x-4>5-3x-9, 5x>0 / x>0 yy ② ①, ②의 공통부분은 0<x<3

⑵ 4<2{x-1}+3에서

4<2x+1, -2x<-3 / x>3

2 yy ①

2{x-1}+3<3x+5에서

2x+1<3x+5, -x<4 / x>-4 yy ② ①, ②의 공통부분은 x>3

2

163 예제

1

08. 부등식

75

유제

2-2

! 2x-1>0일 때, yy ① 2x-1<x+1 / x<2

①에서 x>1

2 이므로 1 2<x<2

@ 2x-1<0일 때, yy ② -{2x-1}<x+1, -3x<0 / x>0

②에서 x<1

2 이므로 0<x<1 2

!, @에서 0<x<2

! 2x+3>0일 때,

3<2x+3<6, 0<2x<3 / 0<x<3

2

@ 2x+3<0일 때,

3<-{2x+3}<6, 6<-2x<9 / -9

2<x<-3

!, @에서 -9

2<x<-3 또는 0<x<3 2

! x<-2일 때, yy ① -{x+2}>-2x-1 / x>1

①에서 생각하면 해는 없다.

@ -2<x<0일 때, yy ②

x+2>-2x-1, 3x>-3 / x>-1

②에서 생각하면 -1<x<0

# x>0일 때, yy ③

x+2>2x-1, -x>-3 / x<3

③에서 생각하면 0<x<3

!, @, #에서 -1<x<3

165 예제

3

⑴ 3x@>2x+5에서 3x@-2x-5>0 {x+1}{3x-5}>0 / x<-1 또는 x> 53

⑵ x@-4x-2<0에서 x@-4x-2=0의 해는 x=2-1{-2}@+323=2-j6 / 2-j6<x<2+j6

⑶ x-1<x@에서 -x@+x-1<0 양변에 -1을 곱하면 x@-x+1>0

O x

y

1

y=x@-x+1

이때

D={-1}@-4\1=-3<0 곧, y=x@-x+1의 그래프는 x축과

만나지 않으므로 오른쪽 그림과 같다.

따라서 부등식의 해는 모든 실수

유제

3-1

⑴ 2x@-x-6<0에서 {2x+3}{x-2}<0 / -3

2<x<2

⑵ -2x+3<x@에서 -x@-2x+3<0 양변에 -1을 곱하면 x@+2x-3>0

{x+3}{x-1}>0 / x<-3 또는 x>1

⑶ x@+2x-4>0에서 x@+2x-4=0의 해는 x=-1-11@+43=-1-j5 / x<-1-j5 또는 x>-1+j5

⑷ -2x-1>x@+x에서 -x@-3x-1>0 양변에 -1을 곱하면 x@+3x+1<0 x@+3x+1=0의 해는 x=-3-13@-43

2 =-3-j5 2 / -3-j5

2 <x<-3+j5 2 유제

3-2

⑴ 3x@-2x+1<0에서

O x

y

1

y=3x@-2x+1

D

4={-1}@-3<0

y=3x@-2x+1로 놓으면 이 함수의 그 래프는 오른쪽 그림과 같이 x축 위쪽에 있다.

따라서 해는 없다.

⑵ x@+5x>x-6에서 x@+4x+6>0

O x y

6 y=x@+4x+6

D

4=2@-6<0

y=x@+4x+6으로 놓으면 이 함수의 그래프는 오른쪽 그림과 같이 x축 위쪽 에 있다.

따라서 해는 모든 실수

⑶ 4x@+12x+9>0에서

O x y

9

-2#

y=4x@+12x+9

y=4x@+12x+9로 놓으면 y={2x+3}@의 그래프는 오른쪽 그

림과 같다.

따라서 해는 x=-3

2인 모든 실수

⑷ 6x-6>x@+3에서 -x@+6x-9>0

O 9

x y

3

y=x@-6x+9

양변에 -1을 곱하면 x@-6x+9<0 y=x@-6x+9로 놓으면 y={x-3}@

의 그래프는 오른쪽 그림과 같다.

따라서 해는 x=3

166 예제

4

⑴ x@-x>0에서 x{x-1}>0 / x<0 또는 x>1 yy ①

-3 1 4 5 x

①, ②의 공통부분은

-3<x<1 또는 4<x<5

유제

4-2

⑴ |x{x-2}-4|<4이므로 -4<x{x-2}-4<4

-4<x{x-2}-4에서 x{x-2}>0 / x<0 또는 x>2 yy ① x{x-2}-4<4에서

x@-2x-8<0, {x+2}{x-4}<0 / -2<x<4 yy ②

-2 0 2 4 x

①, ②의 공통부분은

-2<x<0 또는 2<x<4

⑵ |x@-3|>1이므로

x@-3<-1 또는 x@-3>1

x@-3<-1에서 x@-2<0, {x+j2}{x-j2}<0 / -j2<x<j2 yy ①

x@-3>1에서 x@-4>0, {x+2}{x-2}>0 / x<-2 또는 x>2 yy ② ① 또는 ②이므로

x<-2 또는 -j2<x<j2 또는 x>2

유제

4-3

! x>0일 때, yy ① {x+1}{x-2}<0 / -1<x<2

①에서 생각하면 0<x<2

@ x<0일 때, yy ②

{-x-2}{x+1}<0, -{x+2}{x+1}<0 {x+2}{x+1}>0 / x<-2 또는 x>-1

②에서 생각하면 x<-2 또는 -1<x<0

!, @에서 x<-2 또는 -1<x<2

! x>1일 때, yy ①

x@-1>x-1, x@-x>0, x{x-1}>0 / x<0 또는 x>1

①에서 생각하면 x>1

@ x<1일 때, yy ②

x@-1>-{x-1}, x@+x-2>0

{x+2}{x-1}>0 / x<-2 또는 x>1

②에서 생각하면 x<-2

!, @에서 x<-2 또는 x>1 x@-2x-35<0에서 {x+5}{x-7}<0

/ -5<x<7 yy ②

-5 0 1 7 x

①, ②의 공통부분은

-5<x<0 또는 1<x<7

⑵ |x@-4x-1|<4이므로 -4<x@-4x-1<4 -4<x@-4x-1에서

x@-4x+3>0, {x-1}{x-3}>0 / x<1 또는 x>3 yy ① x@-4x-1<4에서

x@-4x-5<0, {x+1}{x-5}<0 / -1<x<5 yy ②

-1 1 3 5 x

①, ②의 공통부분은

-1<x<1 또는 3<x<5

! x>0일 때, yy ①

x@-x-2>0, {x+1}{x-2}>0 / x<-1 또는 x>2

①에서 생각하면 x>2

@ x<0일 때, yy ②

x@+x-2>0, {x+2}{x-1}>0 / x<-2 또는 x>1

②에서 생각하면 x<-2

!, @에서 x<-2 또는 x>2

유제

4-1

⑴ x@-7x+6>0에서 {x-1}{x-6}>0 / x<1 또는 x>6 yy ①

x@-2x-8>0에서 {x+2}{x-4}>0 / x<-2 또는 x>4 yy ②

-2 1 4 6 x

①, ②의 공통부분은 x<-2 또는 x>6

⑵ 5x<x@+4에서

x@-5x+4>0, {x-1}{x-4}>0 / x<1 또는 x>4 yy ① x{x-2}<15에서

x@-2x-15<0, {x+3}{x-5}<0 / -3<x<5 yy ②

08. 부등식

77

167 예제

5

⑴ x@-{a+1}x+a>0에서 {x-1}{x-a}>0 a<1일 때, x<a 또는 x>1

a>1일 때, x<1 또는 x>a

a=1일 때, {x-1}@>0에서 x=1인 모든 실수

⑵ x@-7x+10>0에서 {x-2}{x-5}>0 / x<2 또는 x>5 yy ① x@-2ax+2a-1<0에서

{x-1}{x-2a+1}<0 yy ②

! 2a-1>1일 때,

1 2 5 6 7 x

2a-1

6<2a-1<7, 7<2a<8 / 7 2<a<4

@ 2a-1<1일 때,

-1 0 1 2 5 x

2a-1

-1<2a-1<0, 0<2a<1 / 0<a<1 2

!, @에서 0<a<1 2 또는 7

2<a<4

note 2a-1=1이면 ②의 해는 x=1이므로 주어진 조건을 만족하지 않는다.

유제

5-1

⑴ a>0일 때, 양변을 a로 나누면 x@-x-2>0, {x+1}{x-2}>0 / x<-1 또는 x>2

a<0일 때, 양변을 a로 나누면 x@-x-2<0, {x+1}{x-2}<0 / -1<x<2

a=0일 때, 0>0이므로 성립하지 않는다. 곧, 해는 없다.

⑵ x@+{a+2}x+2a>0에서 {x+2}{x+a}>0 -a<-2, 곧 a>2일 때 x<-a 또는 x>-2 -a>-2, 곧 a<2일 때 x<-2 또는 x>-a

-a=-2, 곧 a=2일 때 {x+2}@>0이므로 해는 모든 실수 유제

5-2

2x@-7x<0에서 x{2x-7}<0

/ 0<x<7

2 yy ①

x@+{a-2}x-2a>0에서 {x-2}{x+a}>0 yy ②

! -a>2일 때, ②의 해는 x<2 또는 x>-a

0 1 2 x

-a

3 2& 4

①과 공통부분의 정수가 2개이려면 -a>3 / a<-3

@ -a<2일 때, ②의 해는 x<-a 또는 x>2

0-a 1 2 3 4 x

2&

①과 공통부분의 정수가 2개이려면 0<-a<1 / -1<a<0

# -a=2, 곧 a=-2이면 ②의 해는 x=2인 모든 실수이므로 연립부등식의 정수인 해는 0, 1, 3의 3개이다.

곧, 주어진 조건을 만족하지 않는다.

!, @, #에서 a<-3 또는 -1<a<0

168 예제

6

⑴ 2x@-3x+p=0의 해가 -1, q이므로 근과 계수의 관계에서 -1+q=3

2 , -1\q=p 2 / q=5

2, p=-2q=-5

⑵ a<0이고 ax@+bx+c=0의 해가 -3, 2이므로 근과 계수의 관계에서

-3+2=-b

a , -3\2=c a / b=a, c=-6a yy ① ①을 bx@+ax+c+4a<0에 대입하면 ax@+ax-6a+4a<0, a{x@+x-2}<0 a{x+2}{x-1}<0

a<0이므로 {x+2}{x-1}>0 / x<-2 또는 x>1

유제

6-1

{a-1}x>a#-a에서 {a-1}x>a{a+1}{a-1}의 해가 x<6이므로

a-1<0이고 x<a{a+1}

따라서 a{a+1}=6이므로

a@+a-6=0, {a+3}{a-2}=0 a-1<0이므로 a=-3

유제

6-2

a>0이고 ax@+5x+b=0의 해가 -2, 1

3 이므로 근 과 계수의 관계에서

-2+1 3=-5

a , -2\1 3=b

a 첫 번째 식에서

-5 3=-5

a / a=3 a=3을 두 번째 식에 대입하면

x>1이므로 1<x<5 3

@ x<1일 때, -x+1+2x-1<3 / x<3

x<1이므로 x<1

!, @에서 해는 x<5

3 이므로 구하는 정수 x의 최댓값은 1이다.

04

절댓값 기호를 없애면 -b<2x-a<b / a-b

2 <x<a+b 2 주어진 부등식의 해가 -2<x<4이므로 a-b

2 =-2, a+b 2 =4 두 식을 연립하여 풀면 a=2, b=6

05

⑴ 5+4x-x@<2{x-3}에서 x@-2x-11>0 x@-2x-11=0의 해가 x=1-2j3이므로

x<1-2j3 또는 x>1+2j3 yy ① 2{x-3}<6{x+1}-x@에서 x@-4x-12<0

{x+2}{x-6}<0 / -2<x<6 yy ② ①, ②의 공통부분은 1+2j3<x<6

⑵ |x@-10x|<4x-24에서 (좌변)>0이므로

4x-24>0 / x>6 yy ① 주어진 부등식의 절댓값 기호를 없애면

-{4x-24}<x@-10x<4x-24 -{4x-24}<x@-10x에서 x@-6x-24>0 x@-6x-24=0의 해가 x=3-j33k이므로

x<3-j33k 또는 x>3+j33k yy ② x@-10x<4x-24에서 x@-14x+24<0

{x-2}{x-12}<0 / 2<x<12 yy ③ ①, ②, ③의 공통부분은 3+j33k<x<12

다른 풀이 ! x@-10x>0일 때, yy ① x@-10x<4x-24, x@-14x+24<0 {x-2}{x-12}<0 / 2<x<12

①에서 생각하면 10<x<12

@ x@-10x<0일 때, yy ② -{x@-10x}<4x-24, x@-6x-24>0 / x<3-j33k 또는 x>3+j33k

②에서 생각하면 3+j33k<x<10

!, @에서 3+j33k<x<12

06

x@+x-6>0에서 {x+3}{x-2}>0 / x<-3 또는 x>2 yy ① |x-a|<2에서 -2<x-a<2 / a-2<x<a+2 yy ② ①, ②의 공통부분이 있으려면 다음 그림에서

01

⑴ 작은 수끼리 더하면 최소이고, 큰 수끼리 더하면 최대이 므로

-2+2<x+y<1+4 / 0<x+y<5

⑵ 작은 수에서 큰 수를 빼면 최소이고, 큰 수에서 작은 수를 빼 면 최대이므로

-2-4<x-y<1-2 / -6<x-y<-1

다른 풀이 -4<-y<-2이므로

-2-4<x-y<1-2 / -6<x-y<-1

⑶ 절댓값이 가장 큰 음수가 최소이고, 절댓값이 가장 큰 양수가 최대이므로

-2\4<xy<1\4 / -8<xy<4

02

2{x+4}>3x+2에서 2x+8>3x+2 -x>-6 / x<6 yy ① 4x-1>5x+a에서

-x>a+1 / x<-a-1 yy ②

①, ②의 공통부분이 x<4이므로 -a-1=4 / a=-5

03

! x>1일 때, x-1+2x-1<3, 3x<5 / x<5

3

01

⑴ 0<x+y<5 ⑵ -6<x-y<-1 ⑶ -8<xy<4

02

03

04

a=2, b=6

05

⑴ 1+2j3<x<6 ⑵ 3+j33k<x<12

06

a<-1 또는 a>0

07

⑴ 4 ⑵ -4

08

-1<x<3

09

10

a=-13 , b=-203

11

⑴ 3<a<4 ⑵ a<4

12

169~170 연습 문제

-2 3=b

3 / b=-2

유제

6-3

a<0이고 ax@+bx+c=0의 해가 -1, 3이므로 근과 계수의 관계에서

-1+3=-b

a , -1\3=c a / b=-2a, c=-3a yy ①

①을 cx@+bx+a>0에 대입하면

-3ax@-2ax+a>0, -a{3x@+2x-1}>0 -a{x+1}{3x-1}>0

-a>0이므로 {x+1}{3x-1}>0 / x<-1 또는 x>1

3

08. 부등식

79

a-2 a+2

-3 2 x

a-2<-3 또는 2<a+2 / a<-1 또는 a>0

07

Ax>B에서 A=0, B>0이면 해가 없다.

A=0, B<0이면 해는 모든 실수 부등식을 정리하면 {a@-16}x>a+2

⑴ 해가 없으면 a@-16=0이고 a+2>0 / a=4

⑵ 해가 모든 실수이면 a@-16=0이고 a+2<0 / a=-4

08

[x]의 값의 범위부터 구한다.

6[x]@-5[x]-21<0에서

{2[x]+3}{3[x]-7}<0 / -3

2<[x]<7 3 [x]는 정수이므로 [x]=-1, 0, 1, 2

[x]=-1일 때, -1<x<0 [x]=0일 때, 0<x<1 [x]=1일 때, 1<x<2 [x]=2일 때, 2<x<3 / -1<x<3

09

{x-a}@>0의 해는 x=a인 모든 실수이다.

`f{x}>0의 해가 x=2이므로

O 2 8

x y=f{x}

y

f{x}=a{x-2}@ {a>0}

으로 놓을 수 있다.

`f{0}=8이므로 4a=8 / a=2 따라서 f{x}=2{x-2}@이므로 f{5}=2\{5-2}@=18

10

연립부등식의 해를 구한 다음 a<x<b hjk {x-a}{x-b}<0임을 이용한다.

x@-6x+5<0에서 {x-1}{x-5}<0

/ 1<x<5 yy ①

x@-2x-8>0에서 {x+2}{x-4}>0

/ x<-2 또는 x>4 yy ②

①, ②의 공통부분은 4<x<5

해가 4<x<5이고, x@의 계수가 1인 이차부등식은

{x-4}{x-5}<0 / x@-9x+20<0 yy ③ 부등식 ③과 부등식 ax@+3x+b>0 yy ④ 의 해가 같으므로 a<0이다.

③에 a를 곱하면 ax@-9ax+20a>0이고 ④와 비교하면 3=-9a, b=20a / a=-1

3 , b=-20 3

note ax@+3x+b>0에서 a<0이고, ax@+3x+b=0의 해가 4, 5이므로 근과 계수의 관계에서 4+5=-3

a , 4\5=b

a 임을 이용하 여 a, b의 값을 구해도 된다.

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⑴ y=f{x}의 그래프는 축 x=-2에 대칭이므로 그래프가 x 축과 만나는 나머지 한 점의 x좌표는 -6이다.

따라서 방정식 f{x}=0의 해는 x=-6 또는 x=2 172 개념 확인

문서에서 2020 코드엠 수학상 답지 정답 (페이지 73-79)