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ALG-001 · 연립일차방정식이 해를 갖지 않을 조건

두 일차식이 평행할 조건을 계수비로 판단하는 문항. 난이도 중.

문제

다음 연립방정식이 해를 갖지 않도록 하는 상수 kk 의 값은?

{3x+5y=129x+ky=40\begin{cases} 3x + 5y = 12 \\[2pt] 9x + ky = 40 \end{cases}

(A) 55 (B) 99 (C) 1515 (D) 2727

풀이

두 직선이 평행하면 교점이 없으므로 해가 없다. 평행 조건은 다음과 같다.

a1a2=b1b2c1c2\frac{a_1}{a_2} = \frac{b_1}{b_2} \neq \frac{c_1}{c_2}

xx 계수의 비를 먼저 본다.

39=13\frac{3}{9} = \frac{1}{3}

yy 계수도 같은 비여야 하므로,

5k=13k=15\frac{5}{k} = \frac{1}{3} \quad \Longrightarrow \quad k = 15

이제 상수항의 비가 다른지 확인한다. 여기까지만 보고 답을 쓰면 “해가 무수히 많은” 경우와 구별하지 못한다.

1240=31013\frac{12}{40} = \frac{3}{10} \neq \frac{1}{3}

상수비가 다르므로 두 직선은 겹치지 않고 나란하다. 따라서 해가 없다.

k=15(C)\boxed{k = 15} \quad \text{(C)}

자주 하는 실수

  • 계수비만 맞추고 상수비 확인을 건너뛰는 경우. 그러면 “해가 무수히 많을 조건”과 답이 같아져 버린다. 이 문항의 상수항을 3636 으로 바꾸면 1236=13\frac{12}{36} = \frac{1}{3} 이 되어 같은 k=15k=15 에서 해가 무수히 많아진다.
  • 5k\frac{5}{k}k5\frac{k}{5} 로 뒤집어 쓰는 경우. 비의 방향을 두 식에서 똑같이 맞춰야 한다.

변형 방향

  • 상수항을 3636 으로 바꾸면 “해가 무수히 많을 조건” 문항이 된다.
  • kkxx 계수 자리에 두면 계산 순서가 한 단계 늘어난다.
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