수학>기본 4>15. 일차방정식과 이항의 원리
개념 정리

일차방정식의 해법

단원 개요
방정식은 미지수 x가 숨겨둔 숫자를 양팔저울의 균형 원리(등식의 성질)를 이용해 찾아내는 기술입니다. 이항과 계수 정리를 통해 모든 일차방정식을 해결합니다.
선수 개념
정수와 유리수의 사칙연산
필수 키워드:등식(Equality)방정식(Equation)참이 되기도 하고 거짓이 되기도 하는 등식해(Solution) 또는 근(Root)방정식을 푼다항등식(Identity)어떤 값을 대입하더라도 항상 참이 되는 등식수평을 이루고 있는 양팔저울등식의 4대 성질나누는 수 c≠0c \neq 0

개념 도해

양변에 같은 계산을 해요

등식의 양쪽을 똑같이 바꾸면 같음이 유지돼요.

  1. 처음 등식

    2x + 3 = 11

  2. 양변에서 3을 빼요

    − 3=− 3

    2x = 8

  3. 양변을 2로 나눠요

    ÷ 2=÷ 2

    x = 4

1

개념 정의와 직관적 원리: 방정식 vs 항등식과 양팔저울의 균형

등호(==)를 사용하여 좌변과 우변이 같음을 나타낸 식을 등식(Equality)이라고 합니다. 미지수 xx가 포함된 등식은 크게 두 가지로 나뉩니다:

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방정식(Equation): 미지수 xx의 값에 따라 참이 되기도 하고 거짓이 되기도 하는 등식입니다. 예컨대 2x+1=72x + 1 = 7은 x=3x = 3일 때만 참이 되고 다른 수에서는 거짓이 됩니다. 이때 등식을 참이 되게 하는 xx의 값을 방정식의 해(Solution) 또는 근(Root)이라 하고, 해를 구하는 과정을 방정식을 푼다고 합니다.
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항등식(Identity): 미지수 xx에 어떤 값을 대입하더라도 항상 참이 되는 등식입니다. 정리했을 때 좌변과 우변의 모양이 3x+2=3x+23x + 2 = 3x + 2 (또는 0x=00x = 0)처럼 완전히 똑같습니다.

방정식을 푸는 직관적 원리는 수평을 이루고 있는 양팔저울입니다. 저울의 양쪽 접시에 똑같은 무게의 추를 올려놓거나 빼내도, 혹은 양쪽 무게를 똑같이 22배로 늘리거나 절반으로 줄여도 저울의 수평(등호 ==)은 깨지지 않습니다. 이것이 바로 등식의 4대 성질입니다 (A=BA = B일 때):

•
A+c=B+cA + c = B + c 및 A−c=B−cA - c = B - c
•
A×c=B×cA \times c = B \times c 및 Ac=Bc\frac{A}{c} = \frac{B}{c} (단, 나누는 수 c≠0c \neq 0 조건 필수!)
핵심 원리
🎯 항등식 판별 공식: 등식 ax + b = cx + d 가 x에 대한 항등식이 되기 위한 필요충분조건은 x의 계수끼리 같고 상수항끼리 같은 것, 즉 'a = c 이고 b = d' 입니다!
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핵심 공식 유도 및 성질: 이항(Transposition)과 일차방정식 표준 풀이

등식의 성질을 매번 적는 대신, 등식의 어느 한 변에 있는 항을 부호를 반대로 바꾸어 다른 변으로 옮기는 것을 이항(Transposition)이라고 합니다.

•
+b+b가 등호를 건너가면   ⟹  −b\implies -b
•
−ax-a x가 등호를 건너가면   ⟹  +ax\implies +a x

우변의 모든 항을 좌변으로 이항하여 동류항끼리 정리했을 때 ax+b=0ax + b = 0 (a≠0a \neq 0) 꼴이 되는 방정식을 일차방정식(Linear Equation)이라고 합니다. 계수가 분수나 소수인 복잡한 일차방정식은 다음 4단계 표준 프로세스로 풉니다:

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1단계 (계수를 정수로 변환):
•
계수에 소수가 있으면 양변의 모든 항에 10,100,…10, 100, \dots을 곱합니다.
•
계수에 분수가 있으면 양변의 모든 항에 분모의 최소공배수를 곱해 분모를 약분하여 없앱니다.
2
2단계 (괄호 풀기): 분배법칙 a(x+b)=ax+aba(x + b) = ax + ab를 사용하여 괄호를 전개합니다.
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3단계 (이항하기): 미지수 xx가 있는 항은 모두 좌변으로, 상수항은 모두 우변으로 이항하여 ax=bax = b 꼴로 정리합니다.
4
4단계 (xx의 계수로 나누기): 양변을 xx의 계수 aa로 나누어 최종 해 x=bax = \frac{b}{a}를 구합니다.
풀이

1) 분모 2와 3의 최소공배수인 6을 양변의 모든 항(우변의 상수 1 포함!)에 곱합니다:

6 × (x - 1)/2 - 6 × (2x - 3)/3 = 6 × 1

3(x - 1) - 2(2x - 3) = 6

2) 분배법칙으로 괄호를 풉니다 (부호 주의! -2와 -3을 곱하면 +6):

3x - 3 - 4x + 6 = 6

3) 좌변의 동류항을 정리하고 상수항을 우변으로 이항합니다:

-x + 3 = 6 → -x = 6 - 3 → -x = 3

4) 양변에 -1을 곱하여 해를 구합니다: x = -3 입니다.

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심화 응용 및 실전 빈출 함정 분석: 다항식 통분 vs 방정식 분모 제거, 거속시 활용

일차방정식 단원에서 학생들이 가장 많이 혼동하는 결정적 함정 2가지와 실생활 활용 공식을 정리합니다.

함정 1 (최빈출 오답): '다항식의 통분'과 '방정식의 분모 없애기' 혼동

•
등호(==)가 없는 다항식 x−12−2x−33\frac{x-1}{2} - \frac{2x-3}{3}을 간단히 하시오라는 문제에서는 내 마음대로 66을 곱해 분모를 없애면 값이 66배로 커져서 절대 안 됩니다! 이때는 분모 66을 유지한 채 3(x−1)−2(2x−3)6=−x+36\frac{3(x-1) - 2(2x-3)}{6} = \frac{-x+3}{6}으로 통분해야 합니다.
•
반면 등호(==)가 있는 방정식 x−12−2x−33=1\frac{x-1}{2} - \frac{2x-3}{3} = 1에서는 양변에 똑같이 66을 곱해 분모를 완전히 없앨 수 있습니다. 단, 이때 우변의 상수항 11에도 반드시 66을 곱해야 하는데 이를 빼먹고 우변을 그대로 11로 두는 실수가 매우 빈번합니다!

함정 2: 분자 전체에 괄호 치기 누락

−2x−33-\frac{2x - 3}{3}에 66을 곱할 때 분자 2x−32x - 3은 하나의 묶음이므로 반드시 괄호를 쳐서 −2(2x−3)=−4x+6-2(2x - 3) = -4x + 6으로 전개해야 합니다. 괄호를 안 쳐서 −4x−6-4x - 6으로 부호를 틀리는 실수를 조심하세요.

실전 활용 (거리·속력·시간 공식):

문장제 활용 문제의 꽃인 '거속시' 문제는 구하려는 값을 xx로 놓고 다음 3대 공식으로 등식을 세웁니다:

(거리)=(속력)×(시간),(속력)=거리시간,(시간)=거리속력(\text{거리}) = (\text{속력}) \times (\text{시간}), \quad (\text{속력}) = \frac{\text{거리}}{\text{시간}}, \quad (\text{시간}) = \frac{\text{거리}}{\text{속력}}
주의할 점
⚠️ 빈출 오답 주의: 등호(=)가 있는 '방정식'에서만 양변에 최소공배수를 곱해 분모를 없앨 수 있으며, 이때 분수가 아닌 정수 상수항에도 빠짐없이 최소공배수를 곱해야 등식이 유지됩니다!

핵심 요약

  • ✓
    방정식은 특정 x값(해)에서만 참이 되는 등식이고, 항등식은 모든 x에 대해 항상 참이 되는 등식이다.
  • ✓
    이항할 때는 등호를 건너가는 항의 부호를 반대로 바꾸며, ax = b (a≠0)의 해는 x = b/a 이다.
  • ✓
    분수 계수 방정식은 양변의 모든 항(상수항 포함)에 분모의 최소공배수를 곱하고 분자에 괄호를 쳐서 푼다.
  • ✓
    등호가 없는 다항식 계산에서는 분모를 없애면 안 되고 반드시 분모를 유지한 채 통분해야 한다.

설명 다음에는 직접 풀어 보세요

함께 풀기와 자기 설명을 거쳐 새 문제에 도전해요. 막힌 부분은 보충하고, 다른 날 다시 기억하는지 확인할 수 있어요.

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5문항 연습 세트

15. 일차방정식과 이항의 원리 단원 연습 문제

개념을 읽은 뒤 연습 문제로 이해한 내용을 확인해 보세요. 한 세트는 5문항이며, 답안을 제출하면 정답과 풀이를 볼 수 있습니다.

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참고 근거와 확인 범위

설명·예제·문제 구성 및 오류 수정 책임: 프리런. 위 자료는 표시한 주제를 확인하거나 더 읽기 위한 근거이며, 외부 기관의 공식 수업이나 감수본을 뜻하지 않습니다.

참고 자료 연결 점검: 2026-11-02. 제작 방식·검수 범위와 수정 기록에서 확인 범위를 볼 수 있습니다. 오류는 상단의 의견 보내기 또는 contact@freelearn.io로 알려 주세요.