단원 3 · 개념 탐구

문자와 식 — 직접 조작하며 이해해요

문자를 쓰는 이유
식의 값 (대입)
단항식과 다항식
일차식의 계산
수학 언어 규칙

왜 숫자 대신 글자를 쓸까요?

1개에 500원인 물건이 있어요. 여러 개 살 때 가격은?

개수계산가격
1개500 × 1500원
2개500 × 21000원
5개500 × 52500원
10개500 × 105000원
x개500 × x500x원

$x$개일 때의 가격을 $500x$라고 쓰면, 개수가 몇 개든 한 줄로 표현이 돼요!

문자를 쓰는 이유: 어떤 수든 그 자리에 넣으면 되기 때문이에요. 한 식으로 무한히 많은 경우를 표현할 수 있어요.

기호를 생략하는 약속

수학 기호 약속: 곱셈 기호(×)를 생략하는 관습이 있어요. 이건 자연 법칙이 아니라 사람들이 만든 약속이에요.
원래 표현약속대로이유
$a \times b$$ab$문자 사이 × 생략
$3 \times a$$3a$숫자는 문자 앞에
$1 \times a$$a$계수 1은 생략
$(-1) \times a$$-a$계수 -1도 생략 (부호만)
$a \times a$$a^2$같은 문자는 거듭제곱
$a \div b$$\dfrac{a}{b}$나눗셈은 분수로
주의: 숫자끼리의 곱은 생략 안 해요! $2 \times 3$을 $23$이라고 쓰면 이십삼이 되어버리니까요.

직접 써보세요

시속 $v$ km로 $t$시간 이동하면 거리는? (기호 생략 규칙 적용)
한 변이 $a$인 정사각형의 넓이는? (힌트: 넓이 = 가로 × 세로)

대입 — 자리에 수를 넣기

대입이란 문자 자리에 특정 수를 넣는 것이에요. 문자는 "자리"이고, 수는 그 자리에 앉는 것이에요.

중요 규칙: 음수를 대입할 때는 반드시 괄호를 써요!
$x = -2$일 때 $3x = 3 \times (-2) = -6$ (괄호 없으면 계산 실수 위험)

슬라이더로 $x$ 값 바꿔보기

$2x + 3$ 식에서 $x$ 값을 바꿔보세요.

2x + 3

x 값을 -5에서 5까지 바꿔보세요. 식의 값이 어떻게 변하나요?

$x = 3, y = -2$일 때 계산해보기

식대입 과정결과
$2x + y$ $2(3) + (-2)$ $4$
$x^2 - y$ $3^2 - (-2)$ $11$
$\dfrac{x}{y}$ $\dfrac{3}{-2}$ $-\dfrac{3}{2}$
$x^2$에 $x = -3$을 대입하면 $(-3)^2 = 9$예요. $-3^2 = -9$와 다르니 주의하세요!

확인 문제

$a = -2$일 때 $3a - 1$의 값은?
$-5$
$-7$
$5$
$7$

직접 써보세요

$x = 4, y = -1$일 때 $x^2 + 3y$의 값을 계산 과정과 함께 써보세요.

용어 정리

용어뜻예
항(term)수 또는 문자의 곱$3x$, $-5$, $2xy$
계수항에서 문자 앞의 수$3x$의 계수 = $3$
상수항수만 있는 항$-5$ (문자 없음)
단항식항 1개$3x$, $-2ab$
다항식항 2개 이상$x+3$, $2x^2-x+1$
차수문자가 곱해진 횟수$x^3$의 차수 = 3
일차식최고 차수가 1$2x-5$

동류항 찾기 게임

아래 항들 중에서 동류항을 찾아 클릭해보세요.
동류항끼리 클릭하면 초록색, 아니면 빨간색이 돼요.

동류항: 문자와 차수가 모두 같은 항. 계수만 달라도 동류항이에요.

식: $3x^2 - 2x + 5 + x^2 + 4x - 1$

$3x^2$
$-2x$
$5$
$x^2$
$4x$
$-1$

같은 색깔의 항끼리 동류항이에요. 정리하면: $(3x^2 + x^2) + (-2x + 4x) + (5 - 1) = 4x^2 + 2x + 4$

직접 써보세요

$5x - 3 + 2x + 7$에서 동류항을 찾아 정리해보세요.

분배법칙으로 괄호 풀기

분배법칙: $a(bx + c) = abx + ac$
앞의 수를 괄호 안 모든 항에 각각 곱해요.
1
식: $3(2x - 1)$
2
3을 $2x$에 곱하기: $3 \times 2x = 6x$
3
3을 $-1$에 곱하기: $3 \times (-1) = -3$
4
결과: $6x - 3$
1
식: $-2(x + 4)$
2
$-2$를 $x$에 곱하기: $-2 \times x = -2x$
3
$-2$를 $4$에 곱하기: $-2 \times 4 = -8$
4
결과: $-2x - 8$
핵심! 앞에 마이너스가 붙으면 괄호 안 모든 항의 부호가 바뀌어요. $-(x - 3) = -x + 3$ (마이너스가 안으로 들어가면 부호 반전)

덧셈·뺄셈: 동류항 정리

1
식: $(2x + 1) - (x - 3)$
2
뒤 괄호 부호 처리: $2x + 1 - x + 3$ (뺄셈이니 부호 반전)
3
동류항 모으기: $(2x - x) + (1 + 3)$
4
결과: $x + 4$

슬라이더로 분배법칙 확인

$a(2x - 1)$에서 $a$를 바꿔보세요. 식이 어떻게 변하나요?

확인 문제

$(3x - 5) + 2(x + 1)$을 계산하면?
$5x - 3$
$5x + 3$
$x - 7$
$x - 3$

(풀이: $3x - 5 + 2x + 2 = 5x - 3$)

직접 써보세요

$4(x - 2) - 3(x + 1)$을 계산 과정과 함께 써보세요.

수학은 '언어'예요

알콰리즈미는 글자(기호) 없이도 방정식을 풀었어요. 그 뒤로 약 800년이 지나면서 수학자들이 점점 편리한 기호와 약속을 만들었죠.

이 약속들을 알면 수학이 암호가 아닌 언어로 보이기 시작해요.

기호의 역사: 누가 만들었나

약속누가언제
글로 방정식 설명알콰리즈미825년
문자를 체계적으로 사용비에트 (Viète)1591년
x, y, z = 변수 / a, b, c = 상수데카르트1637년
= 기호 (등호)로버트 레코드1557년
이 모든 게 약속이에요. 자연이 정한 것이 아니라, 사람들이 편리하게 쓰기로 합의한 것들이에요.

생략의 규칙 요약

수학 기호 약속 모음 (L5 — 곱셈 기호의 실종)
상황약속예외
문자 × 문자× 생략 → $ab$숫자 × 숫자는 생략 불가
숫자 × 문자숫자를 앞에 → $3a$$a3$은 틀림
계수가 11 생략 → $a$계수가 -1이면 $-a$
같은 문자 반복거듭제곱 → $a^2$
나눗셈분수로 → $\dfrac{a}{b}$

확인 퀴즈

$(-1) \times x \times x \times y$를 약속대로 쓰면?
$-1x^2y$
$-x^2y$
$x^2y$
$-xy^2$

(계수 -1은 생략, $x \times x = x^2$)

직접 써보세요

수학 표기 약속이 편리하다고 생각하나요? 왜 그렇게 생각하는지 써보세요.