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07 삼차방정식과 사차방정식

문서에서 정답 및 풀이 (페이지 45-55)

2 f(x)=xÝ`-2xÜ`+2xÛ`-x-6이라 하면 f(-1)=1+2+2+1-6=0, f(2)=16-16+8-2-6=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x+1)(x-2)(xÛ`-x+3)

따라서 주어진 방정식은 (x+1)(x-2)(xÛ`-x+3)=0이므로 사차방정식의 두 실근은 -1, 2이고, 두 허근은 이차방정식 xÛ`-x+3=0의 근이다.

따라서 a=-1+2=1이고, 이차방정식 xÛ`-x+3=0에서 근과 계수의 관계에 의하여 b=1이므로

ab=1  1

3 방정식 xÜ`-6xÛ`+kx+12=0의 한 근이 -1이므로 -1-6-k+12=0 ∴ k=5

따라서 주어진 방정식은 xÜ`-6xÛ`+5x+12=0 f(x)=xÜ`-6xÛ`+5x+12라 하면

f(-1)=-1-6-5+12=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x) =(x+1)(xÛ`-7x+12)

=(x+1)(x-3)(x-4) 따라서 주어진 방정식은

(x+1)(x-3)(x-4)=0

이므로 x=-1 또는 x=3 또는 x=4

즉 나머지 두 근은 3, 4이다.  k=5, 나머지 두 근: 3, 4 4 ⑴ xÛ`+4x=X로 놓으면 주어진 방정식은

(X+2)(X-3)=6

XÛ`-X-12=0, (X+3)(X-4)=0 ∴ X=-3 또는 X=4

Ú X=-3일 때, xÛ`+4x=-3에서

xÛ`+4x+3=0, (x+3)(x+1)=0 ∴ x=-3 또는 x=-1

Û X=4일 때, xÛ`+4x=4에서

xÛ`+4x-4=0 ∴ x=-2Ñ212

Ú, Û에서 x=-3 또는 x=-1 또는 x=-2Ñ212 -1 1 -2 2 -1 -6

-1 3 -5 6

2 1 -3 5 -6 0 2 -2 6

1 -1 3 0

-1 1 -6 5 12 -1 7 -12

1 -7 12 0

(x-2)(x-1)(x+3)(x+4)=24에서 {(x-2)(x+4)}{(x-1)(x+3)}=24 (xÛ`+2x-8)(xÛ`+2x-3)=24 xÛ`+2x=X로 놓으면 주어진 방정식은 (X-8)(X-3)=24, XÛ`-11X=0 X(X-11)=0 ∴ X=0 또는 X=11

Ú X=0일 때, xÛ`+2x=0에서

x(x+2)=0 ∴ x=-2 또는 x=0 Û X=11일 때, xÛ`+2x=11에서

xÛ`+2x-11=0 ∴ x=-1Ñ213 Ú, Û에서 x=-2 또는 x=0 또는 x=-1Ñ213

 풀이 참조 5 xÛ`-2x=X로 놓으면 주어진 방정식은

(X+4)(X-1)+6=0, XÛ`+3X+2=0 (X+2)(X+1)=0 ∴ X=-2 또는 X=-1 Ú X=-2일 때, xÛ`-2x=-2, 즉 xÛ`-2x+2=0의 판별식을

DÁ이라 하면

4 =(-1)Û`-2=-1<0 이므로 서로 다른 두 허근을 갖는다.

Û X=-1일 때, xÛ`-2x=-1, 즉 xÛ`-2x+1=0의 판별식을 Dª라 하면

4 =(-1)Û`-1=0 이므로 중근(실근)을 갖는다.

Ú, Û에서 주어진 사차방정식의 허근은 이차방정식

xÛ`-2x+2=0의 근이다. 즉 a, b는 이 이차방정식의 근이므로 근과 계수의 관계에 의하여

a+b=2, ab=2

∴ aÛ`+bÛ`=(a+b)Û`-2ab=2Û`-2´2=0  0 6 ⑴ xÛ`=X로 놓으면 주어진 방정식은

XÛ`-X-12=0, (X+3)(X-4)=0 ∴ X=-3 또는 X=4

따라서 xÛ`=-3 또는 xÛ`=4이므로 x=Ñ13i 또는 x=Ñ2

⑵ 주어진 방정식에서 (xÝ`+4xÛ`+4)-16xÛ`=0

(xÛ`+2)Û`-(4x)Û`=0, (xÛ`+4x+2)(xÛ`-4x+2)=0 ∴ xÛ`+4x+2=0 또는 xÛ`-4x+2=0

Ú xÛ`+4x+2=0에서 x=-2Ñ12 Û xÛ`-4x+2=0에서 x=2Ñ12 Ú, Û에서 x=-2Ñ12 또는 x=2Ñ12

 풀이 참조

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07

삼차방정식과 사차방정식

본책

120 ~ 124 7 xÛ`=X로 놓으면 주어진 방정식은

XÛ`+8X+15=0, (X+5)(X+3)=0 ∴ X=-5 또는 X=-3

따라서 xÛ`=-5 또는 xÛ`=-3이므로 x=Ñ15i 또는 x=Ñ13i

∴ aa®+bb® =15i´(-15i)+13i´(-13i)

=-5iÛ`-3iÛ`=5+3=8  8

8 x+0이므로 주어진 방정식의 양변을 xÛ`으로 나누면 xÛ`+5x+8+ 5x+1

xÛ`=0 xÛ`+ 1xÛ`+5{x+ 1x}+8=0 {x+ 1x}Û`+5{x+1

x }+6=0 이때 x+ 1x =X로 놓으면

XÛ`+5X+6=0, (X+3)(X+2)=0 ∴ X=-3 또는 X=-2

Ú X=-3일 때, x+ 1x =-3에서

xÛ`+3x+1=0 ∴ x= -3Ñ15 2 Û X=-2일 때, x+ 1x =-2에서 xÛ`+2x+1=0, (x+1)Û`=0 ∴ x=-1

Ú, Û에서 x= -3Ñ15 2 또는 x=-1

 x= -3Ñ15 2 또는 x=-1

9 x+0이므로 주어진 방정식의 양변을 xÛ`으로 나누면 xÛ`-4x+5- 4x+1

xÛ`=0 xÛ`+ 1xÛ`-4{x+ 1x}+5=0 {x+ 1x}Û`-4{x+1

x }+3=0 이때 x+ 1x =X로 놓으면

XÛ`-4X+3=0, (X-1)(X-3)=0 ∴ X=1 또는 X=3

Ú X=1일 때, x+ 1x =1에서

xÛ`-x+1=0 ……`㉠  

㉠의 판별식을 DÁ이라 하면 DÁ=(-1)Û`-4´1´1=-3<0 이므로 서로 다른 두 허근을 갖는다.

Û X=3일 때, x+ 1x =3에서

xÛ`-3x+1=0 ……`㉡  

㉡의 판별식을 Dª라 하면 Dª=(-3)Û`-4´1´1=5>0 이므로 서로 다른 두 실근을 갖는다.

Ú, Û에서 a는 방정식 ㉡의 한 실근이므로 aÛ`-3a+1=0

양변을 a로 나누면 a-3+ 1a =0 ∴ a+1 a =3

∴ aÛ`+1

aÛ` ={a+ 1a}Û`-2=3Û`-2=7  7 10 사차방정식 xÝ`+axÜ`+bxÛ`-4x+1=0의 한 근이 i이므로 1-ai-b-4i+1=0

(-b+2)-(a+4)i=0

a, b는 실수이므로 복소수가 서로 같을 조건에 의하여 -b+2=0, a+4=0

∴ a=-4, b=2

따라서 주어진 방정식은 xÝ`-4xÜ`+2xÛ`-4x+1=0이고, x+0이 므로 방정식의 양변을 xÛ`으로 나누면

xÛ`-4x+2- 4x +1 xÛ`=0 xÛ`+ 1xÛ`-4{x+ 1x}+2=0 {x+ 1x }Û`-4{x+1

x }=0 이때 x+ 1x =X로 놓으면

XÛ`-4X=0, X(X-4)=0 ∴ X=0 또는 X=4

Ú X=0일 때, x+ 1x =0에서 xÛ`=-1 ∴ x=Ñi Û X=4일 때, x+ 1x =4에서

xÛ`-4x+1=0 ∴ x=2Ñ13 Ú, Û에서 x=Ñi 또는 x=2Ñ13

 x=Ñi 또는 x=2Ñ13 11 처음 정육면체의 한 모서리의 길이를 x`cm라 하면 직육면체 의 밑면의 가로, 세로의 길이는 각각 (x+2)`cm, 높이는 (x+3)`cm이고, 이 직육면체의 부피가 252`cmÜ`이므로 (x+2)Û`(x+3)=252

xÜ`+7xÛ`+16x-240=0 ……`㉠  

f(x)=xÜ`+7xÛ`+16x-240이라 하면 f(4)=64+112+64-240=0

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02

삼차방정식의 근과 계수의 관계

확 인 본책 125 ~126쪽

1 ⑴ a+b+c=- -213 =7

⑵ ab+bc+ca= -103 =-10 3

⑶ abc=- 63 =-2

1 a +1

b +1

c =ab+bc+ca abc = 53

 ⑴ 7 ⑵ - 103 ⑶ -2 ⑷ 5 3 2 ⑴ 세 근의 합은 3+(1+13 )+(1-13 )=5

두 근끼리의 곱의 합은

3(1+13 )+(1+13 )(1-13 )+3(1-13 )=4 세 근의 곱은 3(1+13 )(1-13 )=-6 따라서 구하는 삼차방정식은

xÜ`-5xÛ`+4x+6=0

⑵ 세 근의 합은 4+(2+i)+(2-i)=8 두 근끼리의 곱의 합은

4(2+i)+(2+i)(2-i)+4(2-i)=21 세 근의 곱은 4(2+i)(2-i)=20 따라서 구하는 삼차방정식은 xÜ`-8xÛ`+21x-20=0

 ⑴ xÜ`-5xÛ`+4x+6=0 ⑵ xÜ`-8xÛ`+21x-20=0 3 ⑴ 주어진 삼차방정식의 계수가 유리수이고 한 근이

4+312이므로 4-312도 근이다.

따라서 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 -2+(4+312 )+(4-312 )=-a ∴ a=-6 -2(4+312 )+(4+312 )(4-312 )+(-2)(4-312 ) =b

∴ b=-18

-2(4+312 )(4-312 )=-c ∴ c=-4

⑵ 주어진 삼차방정식의 계수가 실수이고 한 근이 1-6i이므로 1+6i도 근이다.

따라서 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 2+(1-6i)+(1+6i)=-a ∴ a=-4 2(1-6i)+(1-6i)(1+6i)+2(1+6i)=b ∴ b=41

2(1-6i)(1+6i)=-c ∴ c=-74

 ⑴ a=-6, b=-18, c=-4

⑵ a=-4, b=41, c=-74 이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x-4)(xÛ`+11x+60) 따라서 방정식 ㉠은

(x-4)(xÛ`+11x+60)=0 이므로 x=4 (∵ xÛ`+11x+60>0)

즉 처음 정육면체의 부피는 4Ü`=64`(cmÜ`)  64`cmÜ`

12 VÁ= 13 ´p´6Û`´12=144p`(cmÜ`),

Vª=p´rÛ`´(5r+1)=(5rÜ`+rÛ`)p`(cmÜ`)이므로 VÁ=Vª에서 144p=(5rÜ`+rÛ`)p

∴ 5rÜ`+rÛ`-144=0 ……`㉠  

f(r)=5rÜ`+rÛ`-144라 하면 f(3)=135+9-144=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(r)를 인수분해하면

f(r)=(r-3)(5rÛ`+16r+48) 따라서 방정식 ㉠은

(r-3)(5rÛ`+16r+48)=0

이므로 r=3`(∵ 5rÛ`+16r+48>0)  3 13 세 정육면체의 한 모서리의 길이를 각각 (x-2)`cm, x`cm, (x+2)`cm라 하면 가장 큰 정육면체의 부피가 나머지 두 정육면 체의 부피의 합의 2배보다 39`cmÜ`만큼 크므로

(x+2)Ü`=2{(x-2)Ü`+xÜ`}+39 3xÜ`-18xÛ`+12x+15=0

xÜ`-6xÛ`+4x+5=0 ……`㉠  

f(x)=xÜ`-6xÛ`+4x+5라 하면 f(5)=125-150+20+5=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x-5)(xÛ`-x-1) 따라서 방정식 ㉠은

(x-5)(xÛ`-x-1)=0 이므로 x=5`(∵ x>2)

즉 두 번째로 큰 정육면체의 한 모서리의 길이는 5`cm이다.

 5`cm 4 1 7 16 -240

4 44 240

1 11 60 0

3 5 1 0 -144 15 48 144

5 16 48 0

5 1 -6 4 5

5 -5 -5 1 -1 -1 0

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07

삼차방정식과 사차방정식

본책

124 ~ 129

본책 127~129쪽 유 제

1 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 a+b+c=0, ab+bc+ca=-4, abc=-;3*;

⑴ (a-1)(b-1)(c-1)

=abc-(ab+bc+ca)+(a+b+c)-1 =-;3*;-(-4)+0-1=;3!;

⑵ aÜ`+bÜ`+cÜ`

=(a+b+c)(aÛ`+bÛ`+cÛ`+ab+bc+ca)-3abc =0-3´{-;3*;}=8

 ⑴ ;3!; ⑵ 8 2 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여

a+b+c=-;5$;, ab+bc+ca=;5!;, abc=4

⑴ 1a +1 b +1

c =ab+bc+ca abc =;5!;

4 =;2Á0;

⑵ aÛ`bÛ`+bÛ`cÛ`+cÛ`aÛ`

=(ab+bc+ca)Û`-2abc(a+b+c) ={;5!;}Û`-2´4´{-;5$;}=;;Á2¤5Á;;

 ⑴ ;2Á0; ⑵ ;;Á2¤5Á;;

3 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 a+b+c=2, ab+bc+ca=-k, abc=-3 이때 aÛ`+bÛ`+cÛ`=12에서

(a+b+c)Û`-2(ab+bc+ca)=12

4+2k=12 ∴ k=4  4

4 삼차방정식 2xÜ`-xÛ`+4x+8=0의 세 근이 a, b, c이므로 삼 차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여

a+b+c=;2!;, ab+bc+ca=2, abc=-4 구하는 삼차방정식의 세 근이 ab, bc, ca이므로 Ú 세 근의 합은

ab+bc+ca=2 Û 두 근끼리의 곱의 합은

ab´bc+bc´ca+ca´ab =abc(a+b+c)

=-4´ 12 =-2 Ü 세 근의 곱은

ab´bc´ca=(abc)Û`=(-4)Û`=16 이상에서 구하는 방정식은

xÜ`-2xÛ`-2x-16=0  xÜ`-2xÛ`-2x-16=0

5 삼차방정식 xÜ`+xÛ`+2x-5=0의 세 근이 a, b, c이므로 삼 차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여

a+b+c=-1, ab+bc+ca=2, abc=5 구하는 삼차방정식의 세 근이 1

a , 1 b , 1

c 이므로 Ú 세 근의 합은

1 a +1

b +1

c =ab+bc+ca abc =;5@;

Û 두 근끼리의 곱의 합은 1

ab + 1 bc + 1

ca =a+b+c abc =-;5!;

Ü 세 근의 곱은 1

abc =;5!;

이상에서 구하는 방정식은 5{xÜ`- 25 xÛ`-1

5 x-1 5 }=0 ∴ 5xÜ`-2xÛ`-x-1=0

 5xÜ`-2xÛ`-x-1=0

6 a, b, c가 유리수이므로 주어진 삼차방정식의 한 근이 1+12

2 이면 1-12

2 도 근이다.

나머지 한 근은 2이므로 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 2+ 1+122 + 1-122 =-;aB;

2´ 1+122 + 1+122 ´ 1-122 + 1-122 ´2=;aC;

2´ 1+122 ´ 1-122 =-;a@;

즉 -;aB;=3, ;aC;=;4&;, -;a@;=-;2!;이므로 a=4, b=-12, c=7

∴ a-b+c=23

 23

7 a, b가 실수이므로 주어진 삼차방정식의 한 근이 -4-i이면 -4+i도 근이다.

나머지 한 근을 a라 하면 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 (-4-i)+(-4+i)+a=-9

∴ a=-1

즉 삼차방정식의 세 근이 -1, -4-i, -4+i이므로

-1´(-4-i)+(-4-i)(-4+i)+(-4+i)´(-1)=a ∴ a=25

-1´(-4-i)(-4+i)=b ∴ b=-17

 a=25, b=-17, 나머지 두 근: -4+i, -1

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03

방정식 xÜ`=1의 허근

확 인 본책 130쪽

1 방정식 xÜ`=1의 한 허근이 x이므로 xÜ`=1

xÜ`=1에서 xÜ`-1=0, (x-1)(xÛ`+x+1)=0 ∴ x=1 또는 xÛ`+x+1=0

따라서 x는 방정식 xÛ`+x+1=0의 한 허근이므로

xÛ`+x+1=0 …… ㉠

⑴ x10=(xÜ`)Ü`´x=x, xÞ`=xÜ`´xÛ`=xÛ`이므로 x10+xÞ`+1=x+xÛ`+1=0

⑵ ㉠에서 1+x=-xÛ`이므로 xÛ`

1+x = xÛ`

-xÛ`=-1

 ⑴ 0 ⑵ -1

본책 131쪽 유 제

1 ⑴ xÜ`-1=0에서

(x-1)(xÛ`+x+1)=0

x는 방정식 xÜ`-1=0과 xÛ`+x+1=0의 한 허근이므로 xÜ`=1, xÛ`+x+1=0

∴ (x100+1)(x101+1)(x102+1)

={(xÜ`)33´x+1}{(xÜ`)33´xÛ`+1}{(xÜ`)34+1}

=(x+1)(xÛ`+1)(1+1) =-xÛ`´(-x)´2 =2xÜ`=2

⑵ 방정식 xÛ`+x+1=0의 계수가 실수이고 한 허근이 x이므로 다른 한 근은 x®이다.

이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 x+x®=-1, xx®=1

1 x-1 + 1

x®-1 = x®-1+x-1 (x-1)(x®-1)

= (x+x®)-2 xx®-(x+x®)+1

= -1-2 1-(-1)+1=-1

 ⑴ 2 ⑵ -1 2 방정식 xÛ`+x+1=0의 계수가 실수이고 한 허근이 x이므로 다른 한 근은 x®이다.

∴ xÛ`+x+1=0, x®Û`+x®+1=0 또 이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 x+x®=-1, xx®=1

xÛ`

xÛ`-1 + x®Û`

x®Û`-1 = xÛ`

(x+1)(x-1)+ x®Û`

(x®+1)(x®-1)

= xÛ`

-xÛ`(x-1)+ x®Û`

-x®Û`(x®-1)

= 11-x+ 1 1-x®

= 1-x®+1-x`

(1-x)(1-x®)

= 2-(x+x®)`

1-(x+x®)+xx®

= 2-(-1)

1-(-1)+1=1  1

3 xÜ`+1=0에서 (x+1)(xÛ`-x+1)=0 ∴ x=-1 또는 xÛ`-x+1=0

따라서 x는 방정식 xÛ`-x+1=0의 한 허근이고 이 이차방정식 의 계수가 실수이므로 다른 한 근은 x®이다.

이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 x+x®=1, xx®=1

∴ x 1-x+ x®

1-x® = x(1-x®)+x®(1-x)`

(1-x)(1-x®)

= x+x®-2xx®`

1-(x+x®)+xx®

= 1-2´1

1-1+1 =-1  -1

01

전략 주어진 방정식에 x=2를 대입하여 k의 값을 구한다.

풀이 방정식 xÜ`+kxÛ`-7x+2k+6=0의 한 근이 2이므로 8+4k-14+2k+6=0 ∴ k=0

따라서 주어진 방정식은 xÜ`-7x+6=0

f(x)=xÜ`-7x+6이라 하면 f(2)=0이므로 조립제법을 이용하 여 f(x)를 인수분해하면

f(x) =(x-2)(xÛ`+2x-3)

=(x+3)(x-1)(x-2)

01-3, 1 020304;1Á2; 05

060 0721 081 096`cm 10-;;Á4°;;

11121314153 16175 184 192021x+2

중단원 연습 문제

본책 132 ~134쪽

2 1 0 -7 6

2 4 -6

1 2 -3 0

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07

삼차방정식과 사차방정식

본책

130 ~ 132

즉 주어진 방정식은

(x+3)(x-1)(x-2)=0

이므로 x=-3 또는 x=1 또는 x=2

따라서 나머지 두 근은 -3, 1이다.  -3, 1

02

전략 주어진 방정식에 x=-1, x=2를 대입하여 a, b의 값을 구 한다.

풀이 방정식 xÝ`+axÜ`+bxÛ`-(a-1)x+2=0의 두 근이 -1, 2 이므로

1-a+b+(a-1)+2=0 16+8a+4b-2(a-1)+2=0 ∴ a=-2, b=-2

따라서 주어진 방정식은 xÝ`-2xÜ`-2xÛ`+3x+2=0

f(x)=xÝ`-2xÜ`-2xÛ`+3x+2라 하면 f(-1)=0, f(2)=0이므 로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x+1)(x-2)(xÛ`-x-1) 즉 주어진 방정식은

(x+1)(x-2)(xÛ`-x-1)=0

이므로 나머지 두 근은 이차방정식 xÛ`-x-1=0의 두 근이다.

따라서 이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 구하는 두 근의

합은 1이다.  ④

03

전략 f(x)=xÜ`-2xÛ`+3x-2라 하고 인수정리와 조립제법을 이용 하여 f(x)를 인수분해한다.

풀이 f(x)=xÜ`-2xÛ`+3x-2라 하면 f(1)=1-2+3-2=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x-1)(xÛ`-x+2) 즉 주어진 방정식은

(x-1)(xÛ`-x+2)=0

이므로 두 허근 a, b는 이차방정식 xÛ`-x+2=0의 두 근이다.

이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 a+b=1, ab=2

1 a +1

b =a+b

ab =;2!;  ③

-1 1 -2 -2 3 2 -1 3 -1 -2

2 1 -3 1 2 0

2 -2 -2 1 -1 -1 0

1 1 -2 3 -2 1 -1 2

1 -1 2 0

04

전략 f(x)=xÜ`+(3k-1)x-3k라 하고 인수정리와 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해한다.

풀이 f(x)=xÜ`+(3k-1)x-3k라 하면 f(1)=1+(3k-1)-3k=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x-1)(xÛ`+x+3k) y

즉 주어진 방정식은

(x-1)(xÛ`+x+3k)=0

이고 이 방정식의 모든 근이 실수가 되려면 이차방정식 xÛ`+x+3k=0이 실근을 가져야 하므로 이 이차방정식의 판별식 을 D라 하면

D=1Û`-4´3k¾0, 1-12k¾0 ∴ kÉ;1Á2; y 따라서 실수 k의 최댓값은 ;1Á2;이다. y

 ;1Á2;

05

전략 xÛ`-x+1=X로 치환하여 X에 대한 이차방정식으로 생각 한다.

풀이 xÛ`-x+1=X로 놓으면 주어진 방정식은 XÛ`+3(X-1)-15=0, XÛ`+3X-18=0 (X+6)(X-3)=0 ∴ X=-6 또는 X=3 Ú X=-6일 때, xÛ`-x+1=-6에서

xÛ`-x+7=0

이 이차방정식의 판별식을 DÁ이라 하면 DÁ=(-1)Û`-4´1´7=-27<0 이므로 서로 다른 두 허근을 갖는다.

따라서 이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 cd=7

Û X=3일 때, xÛ`-x+1=3에서 xÛ`-x-2=0

이 이차방정식의 판별식을 Dª라 하면 Dª=(-1)Û`-4´1´(-2)=9>0 이므로 서로 다른 두 실근을 갖는다.

따라서 이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 ab=-2

Ú, Û에서 ab-cd=-9  ①

1 1 0 3k-1 -3k 1 1 3k

1 1 3k 0

채점기준 비율

❶ 주어진 방정식의 좌변을 인수분해할 수 있다. 50%

❷ k의 값의 범위를 구할 수 있다. 40%

❸ k의 최댓값을 구할 수 있다. 10%

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06

전략 xÝ`+axÛ`+b=0 꼴의 방정식은 xÛ`=X로 치환하거나 AÛ`-BÛ`=0 꼴로 변형하여 푼다.

풀이 xÝ`+2xÛ`+9=0에서 (xÝ`+6xÛ`+9)-4xÛ`=0 (xÛ`+3)Û`-(2x)Û`=0

(xÛ`+2x+3)(xÛ`-2x+3)=0 y 따라서 이차방정식 xÛ`+2x+3=0의 두 근을 a, b라 하면 이차방 정식 xÛ`-2x+3=0의 두 근은 c, d이므로 이차방정식의 근과 계 수의 관계에 의하여

a+b=-2, ab=3, c+d=2, cd=3 y 1

a +1 b +1

c +1 d =a+b

ab +c+d cd

= -23 +2

3 =0 y

 0

07

전략 xÝ`+axÛ`+b=0 꼴의 방정식은 xÛ`=X로 치환하거나 AÛ`-BÛ`=0 꼴로 변형하여 푼다.

풀이 xÛ`=X로 놓으면 주어진 방정식은 XÛ`-9X+k-10=0

주어진 방정식의 모든 근이 실수가 되려면 위의 이차방정식이 0 이 상의 두 실근을 가져야 하므로 판별식을 D라 하면

Ú D=(-9)Û`-4(k-10)¾0 121-4k¾0 ∴ kÉ;;Á;4@;Á;;

Û (두 근의 합)=9¾0

Ü (두 근의 곱)=k-10¾0 ∴ k¾10 이상에서 10ÉkÉ;;Á;4@;Á;;

따라서 자연수 k는 10, 11, 12, …, 30의 21개이다.  21

08

전략 주어진 방정식의 양변을 xÛ`으로 나누어 정리한 후 x+ 1x =X 로 치환하여 푼다.

풀이 x+0이므로 주어진 방정식의 양변을 xÛ`으로 나누면 xÛ`+2x-1+ 2x +1

xÛ`=0 {xÛ`+ 1xÛ` }+2{x+ 1x }-1=0 {x+ 1x}Û`+2{x+1

x }-3=0 이때 x+ 1x =X로 놓으면

채점기준 비율

❶ 주어진 방정식의 좌변을 인수분해할 수 있다. 40%

❷ a+b, ab, c+d, cd의 값을 구할 수 있다. 40%

❸ 1a +1 b +1

c +1

d 의 값을 구할 수 있다. 20%

XÛ`+2X-3=0, (X+3)(X-1)=0

∴ X=-3 또는 X=1 y

Ú X=-3일 때, x+ 1x =-3에서

xÛ`+3x+1=0 ……`㉠  

㉠의 판별식을 DÁ이라 하면 DÁ=3Û`-4´1´1=5>0 이므로 서로 다른 두 실근을 갖는다.

Û X=1일 때, x+ 1x =1에서

xÛ`-x+1=0 ……`㉡  

㉡의 판별식을 Dª라 하면

Dª=(-1)Û`-4´1´1=-3<0

이므로 서로 다른 두 허근을 갖는다. y

Ú, Û에서 a는 방정식 ㉡의 한 허근이므로 aÛ`-a+1=0

양변을 a로 나누면 a-1+ 1a =0 ∴ a+1

a =1` y

 1

09

전략 처음 3개의 구의 반지름의 길이를 각각 (x-1)`cm, x`cm, (x+1)`cm로 놓고 방정식을 세운다.

풀이 처음 3개의 구의 반지름의 길이를 각각 (x-1)`cm, x`cm, (x+1)`cm라 하면 새로 만든 구의 반지름의 길이는 2(x-1)`cm 이므로

;3$;p(x-1)Ü`+;3$;pxÜ`+;3$;p(x+1)Ü`=;3$;p(2x-2)Ü`

(x-1)Ü`+xÜ`+(x+1)Ü`=8(x-1)Ü`

∴ 5xÜ`-24xÛ`+18x-8=0 ……`㉠  y f(x)=5xÜ`-24xÛ`+18x-8이라 하면

f(4)=320-384+72-8=0

이므로 조립제법을 이용하여 f(x)를 인수분해하면

f(x)=(x-4)(5xÛ`-4x+2) 즉 방정식 ㉠은

(x-4)(5xÛ`-4x+2)=0

채점기준 비율

x+ 1x =X로 치환하고 X의 값을 구할 수 있다. 40%

❷ X=-3, X=1일 때의 각 이차방정식의 근을 판별할 수 있다. 40%

a+ 1a의 값을 구할 수 있다. 20%

4 5 -24 18 -8 20 -16 8

5 -4 2 0

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07

삼차방정식과 사차방정식

본책

132 ~ 134

이므로 x=4 (∵ 5xÛ`-4x+2>0) y

따라서 새로 만든 구의 반지름의 길이는 2´3=6 (cm)이다. y

 6`cm

10

전략 삼차방정식의 근과 계수의 관계를 이용한다.

풀이 삼차방정식 xÜ`-xÛ`+3x+4=0의 세 근이 a, b, c이므로 삼 차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여

a+b+c=1, ab+bc+ca=3, abc=-4a+b

c +b+c a +c+a

b =1-c c +1-a

a +1-b b

= 1a +1 b +1

c -3

= ab+bc+caabc -3

= 3-4 -3=-15

4  - 154

11

전략 삼차방정식의 근과 계수의 관계를 이용한다.

풀이 삼차방정식 xÜ`+axÛ`-3x+5=0의 세 근이 a, b, c이므로 삼차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여

a+b+c=-a, ab+bc+ca=-3, abc=-5 이때 (1-a)(1-b)(1-c)=-1에서

1-(a+b+c)+(ab+bc+ca)-abc=-1 1-(-a)+(-3)-(-5)=-1

∴ a=-4  ②

다른 풀이 xÜ`+axÛ`-3x+5=(x-a)(x-b)(x-c)로 놓고 양 변에 x=1을 대입하면

1+a-3+5=(1-a)(1-b)(1-c) a+3=-1 ∴ a=-4

12

전략 세 근을 a-1, a, a+1로 놓고 삼차방정식의 근과 계수의 관 계를 이용한다.

풀이 삼차방정식 xÜ`+axÛ`+11x+b=0의 세 근을 a-1, a, a+1 (a는 a>1인 자연수)이라 하면 삼차방정식의 근과 계수의 관계 에 의하여

(a-1)a+a(a+1)+(a+1)(a-1)=11 3aÛ`-1=11, aÛ`=4 ∴ a=2`(∵ a>1) 따라서 삼차방정식의 세 근이 1, 2, 3이므로 1+2+3=-a ∴ a=-6 1´2´3=-b ∴ b=-6

∴ ab=36  ④

채점기준 비율

❶ 삼차방정식을 세울 수 있다. 40%

❷ x의 값을 구할 수 있다. 40%

❸ 새로 만든 구의 반지름의 길이를 구할 수 있다. 20%

13

전략 방정식 xÜ`+1=0의 한 허근이 x이면 xÜ`+1=0, xÛ`-x+1=0 이다.

풀이 xÜ`+1=0에서 (x+1)(xÛ`-x+1)=0 ∴ x=-1 또는 xÛ`-x+1=0

따라서 x는 방정식 xÛ`-x+1=0의 한 허근이고 이 방정식의 계 수가 실수이므로 다른 한 근은 x®이다.

이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 x+x®=1, xx®=1

∴ (1+2x)(1+2x®) =1+2(x+x®)+4xx®

=1+2´1+4´1=7  ④

14

전략 방정식 xÜ`-1=0의 한 허근이 x이면 xÜ`-1=0, xÛ`+x+1=0 이다.

풀이 xÜ`-1=0에서 (x-1)(xÛ`+x+1)=0 ∴ x=1 또는 xÛ`+x+1=0

따라서 x는 방정식 xÜ`-1=0, xÛ`+x+1=0의 한 허근이므로 xÜ`=1, xÛ`+x+1=0

또 방정식 xÛ`+x+1=0의 계수가 실수이고 한 허근이 x이므로 다른 한 근은 x®이다.

이차방정식의 근과 계수의 관계에 의하여 x+x®=-1, xx®=1

ㄱ. xÛ`+x+1=0의 양변을 x로 나누면 x+1+ 1x=0 ∴ x+1

x =-1 ㄴ. xÛ`= xÜ`x =1

x =x®

ㄷ. x100+x50+1 =(xÜ`)33´x+(xÜ`)16´xÛ`+1

=x+xÛ`+1=0 ㄹ. x100+1

x100 = (xÜ`)33´x+1 (xÜ`)33´x =x+1

x =-xÛ`

x =-x

이상에서 옳은 것은 ㄴ, ㄷ이다.  ③

15

전략 방정식 f(x)=0의 근이 a, b, c이므로 방정식 f(2x+1)=0 의 근은 2x+1=a, 2x+1=b, 2x+1=c를 만족시키는 x의 값이다.

풀이 방정식 f(x)=0의 세 근이 a, b, c이므로 f(a)=0, f(b)=0, f(c)=0

f(2x+1)=0의 세 근을 xÁ, xª, x3이라 하면 f(2xÁ+1)=0, f(2xª+1)=0, f(2x3+1)=0 2xÁ+1=a, 2xª+1=b, 2x3+1=c라 하면 xÁ= a-12 , xª=b-1

2 , x3= c-12 ∴ xÁ+xª+x3 = a-12 +b-1

2 +c-1 2

= (a+b+c)-32 = 9-32 =3  3

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문서에서 정답 및 풀이 (페이지 45-55)

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