완전제곱식 계산기
이차방정식을 완전제곱식 형태로 바꾸고 꼭짓점과 모든 근을 계산하세요.
완전제곱식 만들기
ax² + bx + c = 0의 계수를 입력하세요. 최고차항 계수 a는 영이 아니어야 합니다.
완전제곱식 만들기 알아보기
완전제곱식 만들기는 이차식의 일부가 완전제곱이 되도록 식을 바꾸는 방법입니다. 일반적인 이차식은 ax² + bx + c이며 a는 영이 아닙니다. 완전제곱식 또는 꼭짓점 형태는 a(x - h)² + k입니다. h와 k는 포물선의 꼭짓점을 직접 나타내므로 그래프 그리기, 최적화, 방정식 풀이, 계수 변화에 따른 이차곡선의 이동을 이해하는 데 유용합니다.
최고차항 계수가 일이 아니면 먼저 x가 포함된 항에서 a를 묶어 냅니다. 그런 다음 괄호 안의 x 계수를 반으로 나누고 제곱합니다. 그 제곱값을 더하고 빼면 원래 식을 유지하면서 완전제곱 삼항식을 만들 수 있습니다. 대수적으로 h는 -b를 2a로 나눈 값이고, k는 c에서 b²를 4a로 나눈 값을 뺀 것입니다. 이 값을 대입하면 원래 이차식과 같은 a(x - h)² + k를 얻습니다.
이 계산기는 이 표준 공식을 직접 적용해 완전제곱식 형태의 방정식, 꼭짓점, 판별식, 근을 표시합니다. 판별식은 b² - 4ac입니다. 양수이면 서로 다른 두 실근, 영이면 하나의 중근, 음수이면 한 쌍의 켤레복소근이 나옵니다. 이 성질들을 함께 보면 일반형, 꼭짓점 형태, 근의 공식 사이의 관계를 이해하기 쉽습니다.
완전제곱식 형태에서 근을 구하려면 제곱 인수만 남깁니다. a(x - h)² + k = 0에서 k를 빼고 a로 나눈 뒤 양수와 음수 제곱근을 모두 취하고, 마지막으로 h를 더합니다. 이 과정은 근의 공식의 개념적 바탕입니다. 분리된 값이 음수라면 제곱근에 허수단위 i가 나타나며 그래프는 x축과 실수 교점을 갖지 않습니다. 그래도 중복도를 세면 복소수 범위에서는 두 근이 있습니다.
부호를 주의해서 보세요. h가 음수이면 x - h는 음수를 빼는 모습으로 표시되며 이는 더하기와 같습니다. 마찬가지로 표시 틀에 더하기 기호가 있어도 k는 음수일 수 있습니다. 숫자가 들어간 식은 대수적으로 올바르며 대입하거나 전개하면 원래 계수를 얻습니다. 읽기 쉽도록 소수 출력은 소수점 이하 여덟 자리로 반올림하지만, 계산에는 JavaScript 배정밀도 연산을 사용합니다.
완전제곱식 만들기는 교과서의 방정식 풀이 외에도 유용합니다. 이차함수의 최댓값이나 최솟값을 보여 주고, 원의 방정식 유도와 가우스 적분 계산을 돕고, 확률 및 해석기하에도 등장합니다. 계산기로 손계산을 확인한 다음 제곱된 이항식을 전개하고 상수항을 합쳐 보세요. 이 역방향 확인을 통해 완전제곱식 형태와 원래 식이 정확히 같은 함수를 나타내는지 알 수 있습니다.
완전제곱식 예제
| 일반형 | 완전제곱식 형태 | 핵심 결과 |
|---|---|---|
| x² + 6x + 5 = 0 | (x + 3)² - 4 = 0 | 꼭짓점은 (-3, -4)이고 근은 -1과 -5입니다. |
| 2x² - 8x + 3 = 0 | 2(x - 2)² - 5 = 0 | 꼭짓점은 (2, -5)이며 무리수인 실근이 두 개 있습니다. |
| x² + 4x + 8 = 0 | (x + 2)² + 4 = 0 | 판별식이 음수이므로 근은 -2에 2i를 더하거나 뺀 값입니다. |
| 3x² + 12x + 12 = 0 | 3(x + 2)² = 0 | 꼭짓점이 x축 위에 있으며 -2는 중근입니다. |
완전제곱식 만드는 방법
- 방정식 ax² + bx + c = 0에서 계수 a, b, c를 찾으세요.
- 세 계수를 모두 입력하고 일차항이나 상수항이 없으면 영을 입력하세요.
- 완전제곱식으로 변환을 선택해 h, k, 판별식과 근을 계산하세요.
- 표시된 꼭짓점 형태를 전개해 원래 이차식으로 돌아가는지 확인하세요.
완전제곱식 자주 묻는 질문
왜 완전제곱식을 만드나요?
이 방법은 이차함수의 꼭짓점을 드러내고 변환을 쉽게 보여 줍니다. 방정식을 풀 수 있으며 근의 공식을 유도하는 바탕이 됩니다.
꼭짓점 형태의 h와 k는 무엇인가요?
a(x - h)² + k에서 점 (h, k)는 포물선의 꼭짓점입니다. 수직선 x = h는 대칭축입니다.
최고차항 계수가 음수여도 되나요?
네, a에는 영이 아닌 모든 실수를 사용할 수 있습니다. 최고차항 계수가 음수이면 포물선은 위로 볼록하며 꼭짓점에서 최댓값을 갖습니다.
판별식이 음수이면 어떻게 되나요?
이차방정식은 실근이 없고 그래프가 x축과 만나지 않습니다. 그래도 두 켤레복소근이 있으며 계산기는 i를 사용해 표시합니다.
완전제곱식 형태를 어떻게 검산하나요?
제곱된 이항식을 전개하고 a를 곱한 다음 상수항을 합치세요. 결과의 계수가 원래 a, b, c와 정확히 같아야 합니다.