이차방정식 ax² + bx + c = 0의 계수 a, b, c를 입력해 주세요. 아래 수식은 입력란과 연동되어 있어 계수 부분을 직접 고쳐 써도 계산할 수 있습니다. 근의 공식으로 근을 구하고, 판별식의 값과 근의 종류, 풀이 과정도 보여 줍니다.
이 페이지에서 할 수 있는 것
- 계수 \(a, b, c\)만 넣으면 이차방정식 \(ax^2 + bx + c = 0\)의 근을 근의 공식으로 바로 구할 수 있습니다
- 판별식 \(D = b^2 - 4ac\)의 값과 근의 종류(서로 다른 두 실근, 중근, 서로 다른 두 허근)도 함께 보여 줍니다
- 근이 실수가 아닐 때도 \(-0.5 \pm 0.866i\)와 같은 두 허근(허수부분의 부호만 다른 켤레복소수 한 쌍)까지 구합니다
- 계수에는 소수, 음수뿐 아니라 3/4 같은 분수도 입력할 수 있습니다
- 공식의 쉬운 해설과 Excel, Google 스프레드시트, Python에 복사해 쓸 수 있는 수식도 이 페이지에 모아 두었습니다
이 계산은 어디에 쓰일까요?
공을 처음 속도 20 m/s로 바로 위로 던지면 t초 후의 높이는 약 20t − 5t²(m)가 됩니다(중력가속도를 약 10 m/s²로 단순화한 경우). ‘높이가 15 m가 되는 것은 언제일까?’는 이차방정식 −5t² + 20t − 15 = 0을 푸는 것이 되고, 근의 공식으로 t = 1초와 3초(올라갈 때 한 번, 내려올 때 한 번)를 구할 수 있습니다.
불꽃이 터지는 높이의 설계나 농구 슛의 궤도처럼 ‘던진 물체’의 운동은 모두 이차방정식과 이어져 있습니다.
‘세로가 가로보다 3 m 긴 직사각형 화단을 넓이가 딱 28 m²가 되게 만들고 싶다’면, 가로를 x라 할 때 x(x + 3) = 28이고 정리하면 x² + 3x − 28 = 0입니다. 근의 공식으로 x = 4와 x = −7이 나오지만, 길이는 음수가 될 수 없으므로 가로 4 m, 세로 7 m가 답입니다.
이처럼 ‘나온 두 근 중에서 뜻이 맞는 쪽을 고르는 것(근의 검토)’까지가 실생활에서 이차방정식을 쓸 때의 한 세트입니다.
100만 원을 2년 만에 121만 원으로 불리려면 연이율이 몇 %여야 할까요? 연이율을 r이라 하면 100(1 + r)² = 121이고 정리하면 r² + 2r − 0.21 = 0입니다. 근의 공식으로 r = 0.1과 r = −2.1이 나오고, 이자율로서 뜻이 있는 r = 0.1(연 10%)이 답입니다.
복리처럼 ‘같은 배율을 두 번 곱하는’ 돈 계산은 이차방정식이 되므로, 목표 금액으로부터 필요한 수익률을 거꾸로 구할 수 있습니다.
아치교나 현수교 케이블의 모양은 포물선 y = ax² + bx + c를 써서 설계하는 것이 기본입니다. ‘지면에서의 높이가 몇 m가 되는 곳은 중심에서 몇 m 떨어진 위치인가’를 구하는 계산은 바로 이차방정식을 푸는 것에 해당합니다.
설계자나 토목 엔지니어가 구조물의 모양을 수식으로 정할 때 근의 공식은 그 기초가 됩니다.
‘가격을 올리면 1개당 이익은 늘지만 팔리는 개수는 줄어든다’는 관계를 단순한 모델로 만들면, 이익은 가격의 이차함수가 됩니다. ‘이익이 딱 0이 되는 가격’은 그 이차방정식의 근으로 구할 수 있고, 가격을 정할 때 상한과 하한의 기준이 됩니다.
실제 시장은 더 복잡하지만, ‘이익의 산이 어디에서 끝나는지’를 먼저 이차방정식으로 어림하는 것은 경영 분석의 첫걸음으로 자주 쓰는 방법입니다.
공식과 그래프
용어·기호 해설
기호
| \(a, b, c\) | 에이, 비, 시 | 이차방정식의 계수입니다. \(a\)는 \(x^2\)의 계수(\(x^2\) 앞의 수), \(b\)는 \(x\)의 계수(\(x\) 앞의 수), \(c\)는 상수항(숫자만 있는 항)입니다. |
| \(x\) | 엑스 | 방정식의 근으로 구하려는 미지수입니다. 이차방정식의 근은 최대 2개입니다. |
| \(D\) | 디(판별식) | 판별식 \(D = b^2 - 4ac\)를 나타냅니다. 영어 Discriminant의 첫 글자입니다. 그리스 문자 \(\Delta\)(델타)로 쓰는 책도 있습니다. |
| \(\sqrt{\phantom{9}}\) | 루트(제곱근) | ‘제곱하면 그 수가 되는 0 이상의 수’를 나타내는 기호입니다. \(\sqrt{25} = 5\), \(\sqrt{2} \fallingdotseq 1.414\)입니다. |
| \(\pm\) | 플러스 마이너스 | ‘+인 경우와 −인 경우 둘 다’를 한꺼번에 쓰는 기호입니다. 근의 공식에서는 ‘더한 값과 뺀 값이 모두 근이 된다’는 것을 나타냅니다. |
| \(i\) | 아이(허수단위) | 제곱하면 \(-1\)이 되는 수(\(i^2 = -1\))입니다. √ 안이 음수가 될 때의 근을 나타내는 데 씁니다. |
| \(x_1, x_2\) | 엑스 일, 엑스 이 | 두 근을 구별하는 이름입니다. 이 페이지에서는 ±의 + 쪽을 \(x_1\), − 쪽을 \(x_2\)로 했습니다. |
용어
| 이차방정식 | \(x^2\)(제곱)의 항이 들어 있는 방정식입니다. 정리하면 \(ax^2 + bx + c = 0\)(\(a \neq 0\))의 꼴이 됩니다. 중학교 3학년에서 배웁니다. |
| 계수 | 문자 앞에 붙어 있는 수입니다. \(3x\)에서 3이 계수입니다. 계수를 읽을 때는 \(x^2 - x = 0\)을 ‘a = 1, b = −1, c = 0’으로 읽는 것처럼 생략된 1과 부호에 주의합니다. |
| 근 | 방정식을 참이 되게 하는 문자의 값입니다. 해라고도 합니다. 방정식을 ‘푼다’는 것은 근을 모두 구하는 것입니다. |
| 근의 공식 | 이차방정식의 근을 계수 a, b, c로부터 바로 계산하는 공식입니다. 인수분해가 떠오르지 않는 방정식도 반드시 풀 수 있다는 것이 장점입니다. |
| 판별식 | 근의 공식에서 √ 안에 있는 \(b^2 - 4ac\)입니다. 이 부호만으로 근의 종류(서로 다른 두 실근, 중근, 서로 다른 두 허근)를 판별할 수 있습니다. 고등학교 1학년에서 배웁니다. |
| 중근 | 두 근이 겹쳐서 단 하나가 된 근입니다. 판별식이 0일 때 생기고, 그래프에서는 포물선이 x축에 접합니다. |
| 실근 | 실수(보통의 수직선 위에 있는 수)인 근입니다. 판별식이 0 이상이면 실근이 있습니다. |
| 허근 | 실수가 아니어서 허수단위 \(i\)를 써서 나타내는 근입니다. 판별식이 음수일 때 \(-0.5 \pm 0.866i\)처럼 ‘실수부분 ± 허수부분 \(i\)’ 꼴의 한 쌍(켤레복소수)이 됩니다. 고등학교 1학년에서 배웁니다. |
| 완전제곱식 | \((x + p)^2\)처럼 다항식의 제곱으로 된 식입니다. 방정식을 \((x + p)^2 = q\)(제곱의 꼴 = 수)로 변형하는 것을 계수 a, b, c를 문자 그대로 둔 채 끝까지 하면 근의 공식이 유도됩니다. |
| 인수분해 | 식을 곱의 꼴로 나타내는 것입니다. \(x^2 + 3x - 4 = (x - 1)(x + 4)\)로 인수분해할 수 있으면 근의 공식을 쓰지 않아도 근 x = 1, −4를 알 수 있습니다. |
| 포물선 | \(y = ax^2 + bx + c\)의 그래프 모양입니다. 이차방정식의 실근은 이 포물선과 x축의 교점의 x좌표에 해당합니다. |
먼저 알아 두면 좋은 내용
이 페이지의 계산을 ‘뜻을 이해하고’ 쓸 수 있도록, 미리 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.
막히면 이 표의 내용으로 돌아가 복습하는 것이 지름길입니다.
| 정수와 유리수의 계산(중학교 1학년, 12~13세) |
|
| 제곱근과 실수(중학교 3학년, 14~15세) |
|
| 이차방정식(중학교 3학년, 14~15세) |
|
| 이차함수와 그래프(중학교 3학년, 14~15세) |
|
Excel로 계산하는 방법
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 3 |
| 상수항 c | -4 |
| 판별식 D = b² − 4ac | =B2^2-4*B1*B3 |
| 근 1 x₁ | =(-B2+SQRT(B4))/(2*B1) |
| 근 2 x₂ | =(-B2-SQRT(B4))/(2*B1) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 1 |
| 상수항 c | 1 |
| 판별식 D = b² − 4ac | =B2^2-4*B1*B3 |
| 근의 종류 | =IF(B4>0,"서로 다른 두 실근",IF(B4=0,"중근","서로 다른 두 허근")) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 2 |
| 상수항 c | 1 |
| 중근 x | =-B2/(2*B1) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 1 |
| 상수항 c | 1 |
| 실수부분(−b ÷ 2a) | =-B2/(2*B1) |
| 허수부분(±가 붙는 쪽) | =SQRT(4*B1*B3-B2^2)/ABS(2*B1) |
| x의 계수 b | 2 |
| 상수항 c | 4 |
| 근 x | =-B2/B1 |
‘^2’는 제곱, ‘SQRT( )’는 제곱근(루트)을 구하는 함수입니다.
예를 들어 첫 번째 표라면 판별식 25, 근 1은 1, 근 2는 −4로 표시됩니다.
첫 번째 표의 SQRT는 D > 0일 때만 쓸 수 있습니다(D < 0이면 #NUM! 오류가 나므로, 그때는 네 번째 허근용 표를 써 주세요).
Google 스프레드시트로 계산하는 방법
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 3 |
| 상수항 c | -4 |
| 판별식 D = b² − 4ac | =B2^2-4*B1*B3 |
| 근 1 x₁ | =(-B2+SQRT(B4))/(2*B1) |
| 근 2 x₂ | =(-B2-SQRT(B4))/(2*B1) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 1 |
| 상수항 c | 1 |
| 판별식 D = b² − 4ac | =B2^2-4*B1*B3 |
| 근의 종류 | =IF(B4>0,"서로 다른 두 실근",IF(B4=0,"중근","서로 다른 두 허근")) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 2 |
| 상수항 c | 1 |
| 중근 x | =-B2/(2*B1) |
| x²의 계수 a | 1 |
| x의 계수 b | 1 |
| 상수항 c | 1 |
| 실수부분(−b ÷ 2a) | =-B2/(2*B1) |
| 허수부분(±가 붙는 쪽) | =SQRT(4*B1*B3-B2^2)/ABS(2*B1) |
| x의 계수 b | 2 |
| 상수항 c | 4 |
| 근 x | =-B2/B1 |
Python으로 계산하는 방법
import math
a = 1.0 # x^2의 계수
b = 3.0 # x의 계수
c = -4.0 # 상수항
if a == 0 and b == 0:
print("a와 b가 둘 다 0이면 방정식이 되지 않습니다")
elif a == 0:
# a = 0이면 일차방정식 bx + c = 0이 됩니다
print(f"일차방정식의 근: x = {-c / b}")
else:
discriminant = b**2 - 4*a*c # 판별식 D
print(f"판별식 D = {discriminant}")
if discriminant > 0:
root = math.sqrt(discriminant)
print(f"서로 다른 두 실근: x1 = {(-b + root) / (2*a)}, x2 = {(-b - root) / (2*a)}")
elif discriminant == 0:
print(f"중근: x = {-b / (2*a)}")
else:
real_part = -b / (2*a)
imaginary_part = math.sqrt(-discriminant) / (2*abs(a))
print(f"서로 다른 두 허근: x = {real_part} ± {imaginary_part}i")
LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)
x = (−b ± √(b² − 4ac)) ÷ (2a)
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>−</mo><mi>b</mi>
<mo>±</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup><mi>b</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>−</mo>
<mn>4</mn><mi>a</mi><mi>c</mi>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
<mrow><mn>2</mn><mi>a</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (-b +- sqrt(b^2 - 4ac)) / (2a)
Solve[a*x^2 + b*x + c == 0, x]
solve(a*x^2 + b*x + c = 0, x);
x = roots([a b c]);
x = (-b ± √(b^2 - 4ac))/(2a)
D = b² − 4ac
D = b^{2} - 4ac
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mi>b</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>−</mo>
<mn>4</mn><mi>a</mi><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
D = b^2 - 4ac
b^2 - 4*a*c
d := b^2 - 4*a*c;
d = b^2 - 4*a*c;
D = b^2 - 4ac
x = −b ÷ (2a)
x = -\frac{b}{2a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mrow><mn>2</mn><mi>a</mi></mrow></mfrac>
</mrow>
</math>
x = -b / (2a)
-b/(2*a)
x := -b/(2*a);
x = -b/(2*a);
x = -b/(2a)
x = (−b ± √(4ac − b²) i) ÷ (2a)
x = \frac{-b \pm \sqrt{4ac - b^2}\,i}{2a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>−</mo><mi>b</mi>
<mo>±</mo>
<msqrt>
<mrow>
<mn>4</mn><mi>a</mi><mi>c</mi>
<mo>−</mo>
<msup><mi>b</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
<mi>i</mi>
</mrow>
<mrow><mn>2</mn><mi>a</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
x = (-b +- sqrt(4ac - b^2) i) / (2a)
{(-b + Sqrt[4*a*c - b^2]*I)/(2*a), (-b - Sqrt[4*a*c - b^2]*I)/(2*a)}
x := [(-b + sqrt(4*a*c - b^2)*I)/(2*a), (-b - sqrt(4*a*c - b^2)*I)/(2*a)];
x = [(-b + sqrt(4*a*c - b^2)*1i)/(2*a), (-b - sqrt(4*a*c - b^2)*1i)/(2*a)];
x = (-b ± √(4ac - b^2) i)/(2a)
x = −c ÷ b
x = -\frac{c}{b}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mfrac><mi>c</mi><mi>b</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
x = -c/b
-c/b
x := -c/b;
x = -c/b;
x = -c/b
ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법
당신은 수학 계산 도우미입니다. 다음 계산은 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답해 주세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요). 이차방정식 x² + 3x − 4 = 0을 근의 공식으로 풀어 주세요. 다음 내용을 각각 보여 주세요. 1. 판별식 D = b² − 4ac의 값과, 그로부터 알 수 있는 근의 종류(서로 다른 두 실근, 중근, 서로 다른 두 허근 중 어느 것인지) 2. 근 x의 값(허근이 되는 경우는 ‘실수부분 ± 허수부분 i’의 꼴로) 3. 근의 공식에 어떻게 대입했는지 보여 주는 풀이 과정 계산에 쓴 식과 실행 결과의 수치를 보여 주세요.
사용법
-
1숫자 입력계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
-
2계산‘계산’ 버튼을 누릅니다
-
3결과 확인계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
DataChef의 특징
전문 지식 없이도 직관적이고 간단하게 사용
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