구간 표기법
"3이 포함된다"에서 "그러니 대괄호를 쓴다"로 가는 논리는 없습니다. 약속이니까요. 이것을 붙게 만드는 것은 세 표기가 함께 움직이는 모습입니다.
마지막 업데이트
구간 표기법은 어렵지 않습니다. 임의적입니다. 그게 더 나쁩니다. "3이 이 집합에 속한다"에서 "그러니 대괄호를 쓴다"로 가는 논증은 없습니다. 누군가 그렇게 정했고, 이제 알아 두는 수밖에 없습니다.
이것을 실제로 붙게 만드는 것은, 집합을 적는 세 가지 방식이 동시에 움직이는 것을 보는 일입니다. 아래에서 끝점을 끌어 본 뒤 포함과 제외를 바꿔 보세요.
끝점을 옮긴 뒤 포함과 제외를 바꿔 보세요. 괄호 모양이 바뀌고 점이 채워집니다. 같은 사실의 두 가지 표기입니다.
두 가지 괄호
모든 구간은 작은 끝점을 먼저, 큰 끝점을 나중에 적고, 각 끝점은 두 표시 중 하나를 답니다.
| 뜻하는 바 | 부등식 | 표기 | 수직선에서 |
|---|---|---|---|
| 끝점이 안에 든다 | x <= 7 | 7] | 채워진 점 |
| 끝점이 밖에 있다 | x < 7 | 7) | 빈 점 |
약속은 이것이 전부입니다. 나머지는 장부 정리입니다.
그러니 -2 <= x < 5 — 한 줄에 두 개 반의 주장 — 은 [-2, 5)이
됩니다. 왼쪽 대괄호는 -2가 집합에 있다고, 오른쪽 소괄호는 5가 없다고 말합니다.
쓸모 있는 점검법이 있습니다. 괄호의 모양은 부등호와 같은 쪽을 가리킵니다. 대괄호 는 끝이 평평하고 닫혀 있어 ≤ 아래의 가로줄을 닮았습니다. 소괄호는 열려 있고 둥글어 그냥 <를 닮았습니다.
무한대는 언제나 열려 있습니다
x > 3에는 위쪽 끝이 없으므로 (3, ∞)로 씁니다.
오른쪽의 소괄호를 보세요. 취향의 문제가 아니라 강제된 것입니다. 대괄호는 "이
끝점이 집합에 들어 있다"는 뜻인데, 무한대는 수가 아니므로 어디에도 들어갈 수
없습니다. [3, ∞]이라고 쓰는 것은 어떤 값이 무한대이다라고 주장하는 셈이고,
그래서 모든 교재가 이를 틀렸다고 봅니다.
반대쪽도 마찬가지입니다. x <= 5는 (-∞, 5] — 무한대 쪽은 열리고 5 쪽은 닫힙니다.
두 토막을 한꺼번에
어떤 집합은 한 덩어리가 아닙니다. "-2보다 작거나 5보다 큰 모든 것"은 한 구간에 담기지 않습니다. 사이의 수들이 들어 있지 않으니까요. 합집합으로 조각을 잇습니다.
(-∞, -2) ∪ (5, ∞)
언제나 왼쪽 조각을 먼저 쓰고, [5, -2]처럼 거꾸로 쓰지 마세요. 구간의 첫 수는 더
작은 쪽이므로, 뒤집힌 구간은 아무것도 나타내지 않습니다.
이 모양은 정의역에서 가장 자주 나옵니다. 1/(x-3)의 정의역은 3을 뺀 모든 수이고, 구간으로는 (-∞, 3) ∪ (3, ∞), 곧 점 하나가 뚫린 수직선입니다.
부등식에서 구간으로
대부분의 문제는 부등식을 풀게 한 뒤 답을 구간으로 요구합니다. 두 절반이 똑같이 중요하다는 뜻입니다. 먼저 풉니다.
답은 x < 5입니다. 아래쪽 끝이 없고 5는 제외되므로, 구간 표기로는 (-∞, 5)입니다.
푸는 도중의 함정 하나. 음수를 곱하거나 나누면 부등호의 방향이 뒤집힙니다. -3x <= 12는 x <= -4가 아니라 x >= -4가 됩니다. 뒤집기를 놓치면 구간이 정확히 반대쪽을 가리키게 됩니다.
하나 풀어 보기
그다음 넘어가기 전에 답을 구간으로 소리 내어 말해 보세요. 풀 줄 아는 것과 쓸 줄 아는 것은 별개의 기술이고, 점수는 두 번째에서 깎입니다.
자주 묻는 질문
- 구간 표기법이란 무엇인가요?
- 수직선의 한 토막을 짧게 쓰는 방법입니다. 두 끝점을 작은 것부터 차례로 적고, 괄호의 종류가 그 끝점이 집합에 속하는지를 알려 줍니다. 대괄호는 포함하고 소괄호는 제외합니다. 그래서 [2, 7)은 2부터 7까지 전부이되 7은 빼는 것을 뜻합니다.
- 언제 대괄호를 쓰고 언제 소괄호를 쓰나요?
- 집합에 속하는 끝점에는 대괄호를, 속하지 않는 끝점에는 소괄호를 씁니다. 부등호와 그대로 맞물립니다. '작거나 같다'는 대괄호, '엄격히 작다'는 소괄호입니다. 수직선에서 같은 구별은 채워진 점과 빈 점의 차이입니다.
- 무한대는 왜 항상 소괄호인가요?
- 무한대는 수가 아니므로 무엇도 무한대와 같을 수 없기 때문입니다. 끝점에 대괄호가 붙는 것은 집합이 그 값을 포함할 때뿐인데, 무한대를 포함하는 집합은 없습니다. 그래서 (-∞, 5]나 [3, ∞)로 쓰고, 무한대 기호에 대괄호를 붙이는 일은 결코 없습니다.
- 떨어진 두 토막은 어떻게 쓰나요?
- 합집합 기호 ∪로 잇되 왼쪽 토막을 먼저 씁니다. (-∞, -2) ∪ (5, ∞)는 -2보다 작은 모든 것과 5보다 큰 모든 것을 합한 것입니다. '또는'이 들어간 부등식이 구간 표기로는 이렇게 보이며, 한 값을 빼야 하는 정의역에서 끊임없이 나옵니다.
- 조건제시법과는 어떻게 다른가요?
- 같은 집합을 다른 방식으로 적을 뿐입니다. 구간 표기법은 두 끝점을 말하고 나머지는 괄호에 맡기고, 조건제시법은 조건을 그대로 씁니다. 예를 들어 2가 x 이하이고 x가 7보다 작은 x들의 집합처럼요. 구간 표기가 더 짧고, 정의역과 치역에서는 보통 이쪽을 요구합니다.
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