수학여정 - 문제 분석 리포트

2024년 9월 학력평가 고1 수학 22번 풀이 해설 [이해용/실전용]
문제의 분류공통수학1 · 다항식 / 나머지 정리
난이도

🔍 이해용 풀이

문제
22. x에 대한 다항식 x3+2x29x+ax1로 나눈 나머지가 7일 때, 상수 a의 값을 구하시오. [3점]

1. 문제의 요지

이 문제는 나머지 정리를 이용하여 다항식의 미정계수를 구할 수 있는지를 묻는 문제입니다.

2. 주어진 조건

- 다항식 P(x)=x3+2x29x+a
- P(x)x1로 나눈 나머지가 7이다.

3. 풀이의 순서

이 문제는 나머지 정리를 이용하여 미지수에 대한 일차방정식을 세우는 방법으로 풀이합니다.

구체적 풀이 순서는 다음과 같아요.

step1. 나머지 정리를 이용하여 주어진 조건을 수식으로 나타냅니다.

step2. 다항식에 x=1을 대입하여 a에 대한 식을 정리합니다.

step3. 방정식을 풀어 상수 a의 값을 구합니다.

4. 풀이의 도구

- 나머지 정리 : 다항식 P(x)를 일차식 xα로 나눈 나머지는 P(α)와 같다.

5. 구체적 풀이

다항식을 일차식으로 나눈 나머지가 주어졌을 때는 직접 나누는 것보다 '나머지 정리'를 사용하는 것이 훨씬 빠르고 정확해요. 나누는 식인 x1이 0이 되게 하는 x값, 즉 x=1을 다항식에 대입한 결과가 나머지 7과 같다고 식을 세워보세요.

step1. 나머지 정리를 이용한 조건식 세우기

주어진 다항식을 P(x)=x3+2x29x+a라고 해볼게요. 문제에서 이 다항식을 x1로 나눈 나머지가 7이라고 했어요. 다항식을 일차식 xα로 나눈 나머지는 다항식에 x=α를 대입한 값과 같다는 '나머지 정리'를 이용하면, P(1)=7이라는 조건을 얻을 수 있습니다. 나누는 식이 x1일 때 x=1을 대입하지 않도록 부호에 주의해야 해요. 나누는 식이 0이 되는 x값을 대입하는 거랍니다.

step2. 다항식에 x=1 대입하기

이제 P(x)x=1을 직접 대입해서 식을 정리해 볼게요.

P(1)=13+2×129×1+a

계산하면 1+29+a=6+a가 됩니다.

step3. 상수 a의 값 구하기

step1에서 P(1)=7이라고 했고, step2에서 P(1)=6+a라는 것을 구했죠? 이 두 식을 같다고 놓으면 a에 대한 간단한 일차방정식이 만들어져요.

6+a=7

따라서 6을 우변으로 이항하면 a=7+6=13이 됩니다.

[정답] 13

⚡ 실전용 풀이

step1. 나머지 정리를 이용한 조건식 세우기

P(x)=x3+2x29x+a라 하면

P(1)=7   --- 나머지 정리를 이용

step2. 다항식에 x=1 대입하기

P(1)=13+2(1)29(1)+a

=6+a

step3. 상수 a의 값 구하기

6+a=7

a=13

🎯 막힌 이유와 돌파구

🔒 막힌 이유

나머지 정리의 개념을 정확히 알지 못해 직접 나눗셈을 시도하다가 계산 실수를 할 수 있습니다.
x1로 나눈 나머지를 구할 때 x=1을 대입해야 한다는 사실을 잊어버리거나 부호를 헷갈릴 수 있습니다.

🔑 돌파구

다항식을 일차식 xα로 나눈 나머지는 다항식에 x=α를 대입한 값과 같다는 '나머지 정리'를 떠올려 보세요.
이 문제에서는 x1로 나누었으므로 나누는 식이 0이 되는 값인 x=1을 대입하면 됩니다.
일차식으로 나눈 나머지를 구할 때는 항상 나누는 식이 0이 되는 x값을 대입하는 것을 기억하세요.

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