📘 문제 이해 및 풀이 전략
주어진 5개의 등식에서 네모(\(\Box\)) 안에 들어갈 수가 나머지 넷과 다른 하나를 찾는 문제입니다. 각 등식은 다항식의 곱셈 공식을 나타내고 있으므로, 각 보기의 좌변을 전개하여 우변과 비교하거나 우변을 인수분해하여 좌변과 비교함으로써 네모 안의 수를 찾아야 합니다.
풀이 전략:
- 각 보기에 대해 좌변을 전개하여 우변과 계수를 비교하는 방식으로 \(\Box\) 안의 수를 찾습니다.
- 찾아낸 5개의 수를 비교하여 다른 하나를 고릅니다.
📚 관련 곱셈 공식
- \((x+A)(x+B) = x^2 + (A+B)x + AB\)
- \((a-b)^2 = a^2 – 2ab + b^2\)
- \((X+Y)(X-Z)\) 형태의 전개
✅ 단계별 풀이 과정
① \((a+2)(a-3) = a^2 – \Box a – 6\)
좌변을 전개합니다:
$$ (a+2)(a-3) = a(a-3) + 2(a-3) = a^2 – 3a + 2a – 6 = a^2 – a – 6 $$
우변 \(a^2 – \Box a – 6\) 과 비교하면, \(a\)의 계수가 \(-1\)이 되어야 합니다.
따라서 ①에서 \(\Box = \mathbf{1}\).
② \((x+3)(x+\Box) = x^2 + 4x + 3\)
좌변을 전개하면 \(x^2 + (\Box+3)x + 3\Box\) 입니다.
우변 \(x^2 + 4x + 3\) 과 비교합니다.
- \(x\)의 계수 비교: \(\Box + 3 = 4 \implies \Box = 1\)
- 상수항 비교: \(3\Box = 3 \implies \Box = 1\)
두 비교 결과가 일치하므로, ②에서 \(\Box = \mathbf{1}\).
③ \((a-\Box b)^2 = a^2 – 2ab + b^2\)
좌변을 \((X-Y)^2 = X^2 – 2XY + Y^2\) 공식을 이용하여 전개합니다. (\(X=a, Y=\Box b\))
$$ (a-\Box b)^2 = a^2 – 2(a)(\Box b) + (\Box b)^2 = a^2 – (2\Box)ab + (\Box^2)b^2 $$
우변 \(a^2 – 2ab + b^2\) 과 비교합니다.
- \(ab\)의 계수 비교: \(2\Box = 2 \implies \Box = 1\)
- \(b^2\)의 계수 비교: \(\Box^2 = 1 \implies \Box = \pm 1\)
두 조건을 모두 만족시키는 것은 \(\Box = 1\) 입니다.
따라서 ③에서 \(\Box = \mathbf{1}\).
④ \((x+\Box y)(x-3y) = x^2 – xy – 6y^2\)
좌변을 전개합니다:
$$ (x+\Box y)(x-3y) = x(x-3y) + \Box y(x-3y) $$
$$ = x^2 – 3xy + \Box xy – 3\Box y^2 $$
$$ = x^2 + (-3 + \Box)xy – 3\Box y^2 $$
우변 \(x^2 – xy – 6y^2\) 과 비교합니다.
- \(xy\)의 계수 비교: \(-3 + \Box = -1 \implies \Box = 2\)
- \(y^2\)의 계수 비교: \(-3\Box = -6 \implies \Box = 2\)
두 비교 결과가 일치하므로, ④에서 \(\Box = \mathbf{2}\).
⑤ \((x+\frac{3}{2})(x-\frac{1}{2}) = x^2 + \Box x – \frac{3}{4}\)
좌변을 전개합니다:
$$ \left(x+\frac{3}{2}\right)\left(x-\frac{1}{2}\right) = x^2 + \left(-\frac{1}{2} + \frac{3}{2}\right)x + \left(\frac{3}{2}\right)\left(-\frac{1}{2}\right) $$
$$ = x^2 + \left(\frac{2}{2}\right)x – \frac{3}{4} = x^2 + 1x – \frac{3}{4} $$
우변 \(x^2 + \Box x – \frac{3}{4}\) 과 비교하면, \(x\)의 계수가 \(1\)이 되어야 합니다.
따라서 ⑤에서 \(\Box = \mathbf{1}\).
결론
각 보기에서 \(\Box\) 안에 들어갈 수는 다음과 같습니다.
- ①: 1
- ②: 1
- ③: 1
- ④: 2
- ⑤: 1
나머지 넷과 다른 하나는 ④입니다.
🧠 마무리 개념 정리
이 문제는 다항식의 곱셈 공식, 특히 다음 공식들을 정확히 알고 적용하는 능력을 평가합니다.
- \((x+A)(x+B) = x^2 + (A+B)x + AB\)
- \((a \pm b)^2 = a^2 \pm 2ab + b^2\) (복호동순)
- 분배 법칙을 이용한 일반적인 다항식 전개
각 항의 계수를 비교하여 미지수를 찾는 계수 비교법의 원리를 이해하고 적용하는 것이 중요합니다.
✅ 최종 정답
\(\Box\) 안의 수가 나머지 넷과 다른 하나는 ④ 입니다.