seegongsik
중학교 3학년 (14-15세)

제곱근과 실수

Square Roots & Real Numbers

제곱근은 제곱해서 어떤 수가 되는 수를 거꾸로 찾는 일이에요. 3² = 9이므로 3과 −3은 9의 제곱근이고, 기호 √9는 그중 양수인 3을 가리켜요. 넓이가 2인 정사각형의 한 변처럼, 어떤 자연수나 분수를 제곱해도 딱 맞지 않는 길이가 실제로 있어요. 이렇게 분수로 나타낼 수 없는 수를 무리수라 하고, 유리수와 무리수를 합친 실수는 수직선을 빈틈없이 채워요. 그림에서 n을 바꾸면 √n이 수직선 어디에 놓이는지, 그리고 그 값이 어느 두 자연수 사이에 끼어 있는지 함께 보여요.

제곱근이란

정사각형의 넓이만 알고 한 변의 길이를 수로 말하려면 제곱을 거꾸로 되돌리는 연산이 필요하다. 넓이가 4이면 한 변은 2라고 바로 답할 수 있지만, 넓이가 2이면 어떤 자연수나 분수를 제곱해도 2가 되지 않는다. 그래서 그 길이를 √2라는 새 기호로 부르고, 분수로 나타낼 수 없는 이런 수를 무리수라고 한다. 유리수만으로는 수직선에 빈틈이 남는데, 무리수까지 모은 실수가 그 빈틈을 채워 수직선 위의 점과 실수가 하나씩 짝을 이루게 돼요.

첫 그림은 0부터 4까지 눈금이 있는 수직선 위에 √n의 자리를 점으로 찍고, 그 위에 어림값을, 맨 위에 (√n)² = n을 적는다. n이 2 이상이면 두 변이 1과 √(n − 1)인 직각삼각형의 빗변이 √n이라는 것을 점선으로 나타냈는데, 세로는 줄여 그린 개략도다. 맨 아래에는 n이 완전제곱수이면 그 사실이, 아니면 √n이 이웃한 두 자연수 사이에 있다는 부등식이 적힌다. 둘째 그림에서는 √2 근처를 확대하는데, 확대할수록 유리수 점이 더 촘촘히 보이지만 √2 자리에는 끝내 유리수가 닿지 않는다.

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👀 제곱근의 뜻
①제곱해서 n이 되는 수를 n의 제곱근이라 한다. 양수 n의 제곱근은 부호가 다른 두 수이고, 기호 √n은 그중 양수만 가리킨다.
②√4 = 2, √9 = 3처럼 정수로 딱 떨어지는 4, 9를 완전제곱수라 한다.
③√2, √3처럼 딱 떨어지지 않는 수는 무리수다.
④어떤 수가 완전제곱수인지는 소인수분해했을 때 모든 지수가 짝수인지로 판별한다.

유리수와 무리수

근호 안의 수가 완전제곱수가 아니면 값이 없다고 생각하기 쉽지만, √2는 수직선 위의 정해진 한 점이고 다만 분수나 끝나는 소수로 나타낼 수 없을 뿐이다. 또 기호 √a는 a의 두 제곱근 가운데 0 이상인 쪽만 가리키므로, 9의 제곱근은 ±3이지만 √9는 3 하나다. 음수를 제곱해서 나오는 실수는 없으니 √(−4)는 실수의 범위에서 정의되지 않는다. √(a²)도 a가 아니라 |a|라는 점을 함께 기억해 두면 부호 실수를 줄일 수 있어요.

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🔍 실수의 구조
①유리수는 분수로 나타낼 수 있는 수로, 정수와 유한소수, 순환소수가 모두 여기에 든다.
②무리수는 분수로 나타낼 수 없는 수로, √2와 원주율 π처럼 순환하지 않는 무한소수다.
③유리수와 무리수를 합친 실수는 수직선을 빈틈없이 채운다.

제곱근의 성질

제곱근의 정의
a ≥ 0일 때 x² = a → x = ±√a
양수 a의 제곱근은 √a와 −√a 두 개다.
제곱근의 성질
(√a)² = a, √(a²) = |a|
제곱근을 제곱하면 원래 수가 되고, 제곱한 수의 제곱근은 원래 수의 절댓값이다.
⚠️ 주의할 점
①√9 = 3이다. 기호 √는 양의 제곱근만 나타낸다.
②9의 제곱근은 3과 −3, 두 개다.
③√(−4)는 실수의 범위에서 정의되지 않는다.

제곱근의 대소 비교

대소 비교
a > b ≥ 0이면 √a > √b
0 이상의 수에서는 근호 안의 수가 클수록 제곱근도 크다.
💡 비교하는 요령
①√5와 2를 비교할 때 2 = √4로 바꾸면 5 > 4이므로 √5 > 2다.
②3과 √10을 비교할 때 3 = √9로 바꾸면 9 < 10이므로 3 < √10이다.
③양수끼리는 모두 근호 안으로 넣어 근호 안의 수를 비교하면 된다.

예제로 확인하기

예제 1
√64의 값을 구하시오.
1
64를 어떤 수의 제곱으로 나타낸다.
64 = 8²
2
8² = 64이고 8은 양수이므로 √64 = 8이다.
√64 = 8
▸ 8
√a는 제곱해서 a가 되는 수 가운데 0 이상인 수다.
예제 2
3과 √8의 대소를 비교하시오.
1
3을 근호 안으로 넣는다. 3 = √9다.
3 = √9
2
9 > 8이므로 √9 > √8이다.
√9 > √8 ⇒ 3 > √8
▸ 3 > √8
양수끼리는 근호 안의 수가 클수록 크다.

시험 포인트 정리

실수의 분류
실수 = 유리수(정수, 유한소수, 순환소수) + 무리수
수직선 위의 모든 점은 실수 하나와 짝을 이룬다.
중3 내신 유형
√10의 정수 부분(√10보다 작은 가장 큰 정수)은?
①2
②3
③4
④9
⑤10
▸ ② 3
1
√10이 어떤 두 정수의 제곱근 사이에 있는지 본다: √9 < √10 < √16.
√9 < √10 < √16 ⇒ 3 < √10 < 4
2
정수 부분은 3이다.
√10의 정수 부분 = 3
🎯 시험 포인트
①√a에서 a ≥ 0이어야 한다.
②√(a²)은 a가 아니라 |a|다.
③완전제곱수는 소인수분해했을 때 지수가 모두 짝수다.
④√2, √3, π는 무리수다. 순환하지 않는 무한소수다.
⑤수직선 위의 점과 실수는 하나씩 짝을 이룬다.

마지막 수정

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