y천정현쌤 수학
중학교수학 / 인수분해와 이차방정식
중학교수학 3학년 · 인수분해와 이차방정식

곱셈식으로 다시 쪼개보면,
숨어 있던 답이 보인다

12를 2×2×3으로 소인수분해했던 것처럼, 복잡한 식도 곱셈식으로 쪼개면 그 안에 숨어 있던 성질과 답이 드러납니다. 인수분해 → 이차방정식 → 판별식 순서로 오늘 한 번에 정리해봅시다.

인수분해 4공식 ax²+bx+c=0 근의 공식 판별식 D
1가장 먼저 잡을 개념

전개와 인수분해, 서로 반대 방향

숫자를 소인수분해했던 경험을 그대로 식에 옮겨오면 됩니다. 곱셈식을 풀어 헤치는 것이 전개, 다시 곱셈식으로 묶는 것이 인수분해예요.

전개 (Expand) = 곱셈을 다 풀기

"(x+2)(x+3)을 펼쳐라"

곱셈식을 분배법칙으로 낱낱이 풀어 다항식(합·차의 꼴)으로 만드는 과정입니다.

(x+2)(x+3) = x² + 5x + 6
인수분해 (Factor) = 다시 곱셈식으로 묶기

"x² + 5x + 6 을 곱셈식으로 쪼개라"

다항식을 두 개 이상의 다항식(인수)의 곱으로 바꾸는, 전개의 역과정입니다.

x² + 5x + 6 = (x+2)(x+3)
왜 배울까

인수분해를 하면 이차방정식의 해(근)를 빠르게 찾을 수 있고, 이차함수 그래프가 x축과 만나는 점도 바로 알 수 있습니다. 실제로 "직사각형 텃밭의 넓이가 되도록 변의 길이를 구하라", "공을 던졌을 때 몇 초 후 땅에 떨어지는가"처럼 넓이·시간·개수 문제를 방정식으로 세운 뒤, 인수분해로 답을 구하는 것이 이 단원의 최종 목표예요.

2도구 갖추기

인수분해 공식 4가지

문제를 보자마자 "어떤 패턴인지" 알아채는 것이 핵심입니다. 아래 4가지 패턴을 눈에 익혀두세요.

공식 1 · 공통인수 묶기
ma + mb = m(a + b)
모든 항에 공통으로 들어있는 인수를 괄호 밖으로 꺼냅니다. 인수분해의 가장 첫 단계는 항상 "공통인수가 있는지 확인"입니다.
공식 2 · 완전제곱식
a² ± 2ab + b² = (a ± b)²
앞·뒤가 제곱수이고, 가운데 항이 "2×(앞의 제곱근)×(뒤의 제곱근)"이면 완전제곱식입니다.
공식 3 · 합차공식
a² − b² = (a + b)(a − b)
제곱 − 제곱 꼴이면 무조건 "합×차"로 바로 분해됩니다. 가운데 항이 없는 것이 신호예요.
공식 4 · 합과 곱을 이용
x² + (a+b)x + ab = (x+a)(x+b)
곱해서 ab, 더해서 (a+b)가 되는 두 수 a, b를 찾는 방식입니다. 아래 도형 모델로 직접 확인해봅시다.
3눈으로 확인하기

넓이 모델로 보는 (x+m)(x+n)

직사각형의 넓이는 "가로 × 세로" 이자 동시에 "네 조각 넓이의 합"입니다. 슬라이더를 움직여 m, n을 바꾸며 공식이 왜 성립하는지 직접 확인해보세요.

(x + 3)(x + 2) = x² + 5x + 6
가로는 (x+m), 세로는 (x+n). 큰 직사각형의 넓이는 x², mx, nx, mn 네 조각의 넓이를 모두 더한 것과 같습니다 — 이것이 바로 전개와 인수분해가 서로 같은 이야기인 이유입니다.
4새로운 방정식

이차방정식이란

일차방정식(ax+b=0)에서 한 단계 나아가, 미지수의 최고차항이 2차인 방정식입니다.

ax² + bx + c = 0
(단, a ≠ 0 — a가 0이면 x²항이 사라져 일차방정식이 되어버림)
a = x²의 계수
b = x의 계수
c = 상수항
근(해) — "방정식을 참으로 만드는 x"

이차방정식은 보통 근이 최대 2개까지 존재합니다. 이 근을 찾는 것이 이 단원의 목표예요.

실생활에서 왜 필요할까

예를 들어 가로가 세로보다 3cm 긴 직사각형의 넓이가 40cm²일 때, 세로를 x라 하면 x(x+3)=40 → 이차방정식이 만들어집니다. 넓이·시간·개수 문제를 식으로 세우면 자연스럽게 이차방정식이 등장해요.

5실전 도구

이차방정식을 푸는 세 가지 방법

어떤 상황에 어떤 방법을 쓸지 판단하는 순서를 익혀두면 문제풀이 속도가 확 빨라집니다.

방법 1 · 인수분해

AB = 0 이면 A = 0 또는 B = 0

  1. 우변을 0으로 정리한다.
  2. 좌변을 인수분해 공식으로 두 인수의 곱으로 만든다.
  3. 각 인수를 0으로 놓고 x를 구한다.
x²-5x+6=0 → (x-2)(x-3)=0 → x=2, 3
방법 2 · 완전제곱식

(x+p)² = q 꼴로 만들어 제곱근 이용

  1. 상수항을 우변으로 이항한다.
  2. 좌변을 완전제곱식으로 만들기 위해 양변에 (x계수의 절반)²을 더한다.
  3. 양변에 제곱근을 씌워 x를 구한다.
x²+8x+5=0 → (x+4)²=11 → x=-4±√11
방법 3 · 근의 공식

인수분해가 안 될 때, 만능 공식

  1. ax²+bx+c=0 의 계수 a, b, c를 확인한다.
  2. 근의 공식에 그대로 대입한다.
  3. √ 안의 값(판별식)을 먼저 계산하면 실수 계산이 줄어든다.
x = (-b ± √(b²-4ac)) / 2a
풀이 순서 추천

① 먼저 공통인수가 있는지 본다 → ② 인수분해 공식이 눈에 보이면 인수분해로 바로 푼다 → ③ 인수분해가 잘 안 보이면 주저 없이 근의 공식을 쓴다. 완전제곱식은 근의 공식이 "왜" 성립하는지 이해하기 위한 원리 학습용으로 알아두면 충분합니다.

6손으로 느끼는 판별식

판별식 D = b² − 4ac 실험실

슬라이더로 a, b, c를 직접 바꿔보며, 근의 공식 속 √ 안의 값(판별식)이 근의 개수를 어떻게 결정하는지 그래프로 확인해보세요.

y = 1x² + 2x + 3
판별식 D = b²-4ac 16
실근의 개수 2개
x = -1, 3
D > 0 → 그래프가 x축과 서로 다른 두 점에서 만남
7실전 감각 잡기

내신 응용문제 12선

문제를 눌러 풀이를 펼쳐보세요. 스스로 먼저 풀고 확인하는 걸 추천합니다.

8한 페이지 단권화

인수분해·이차방정식 압축 정리

시험 직전 이 페이지 한 장만 보면 되도록, 필수 암기 공식과 문제풀이용 개념만 압축했습니다. 인쇄해서 단권화 노트에 붙여 누적하세요.

필수 암기 공식

인수분해 공식

패턴공식
공통인수ma+mb=m(a+b)
완전제곱식a²±2ab+b²=(a±b)²
합차공식a²-b²=(a+b)(a-b)
합과 곱x²+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)

이차방정식 · 판별식

개념공식
이차방정식ax²+bx+c=0 (a≠0)
근의 공식x=(-b±√(b²-4ac))/2a
판별식D=b²-4ac
근의 개수D>0:2개 / D=0:1개 / D<0:0개

문제풀이용 개념 — 이 순서대로 판단하기

  1. 인수분해가 되는가? 공통인수 → 합차공식 → 완전제곱식 → 합과 곱(x²+(a+b)x+ab) 순으로 패턴을 확인한다.
  2. 안 되면? 완전제곱식으로 변형하거나, 바로 근의 공식에 a, b, c를 대입한다.
  3. 근의 개수만 물으면? 풀지 말고 판별식 D=b²-4ac의 부호만 확인한다.
  4. 실생활 문제면? 미지수를 정하고 조건을 식으로 세운 뒤, 음수·0인 답은 상황에 맞지 않으면 버린다.