제곱근 함수의 정의역

단계별 가이드, 그래프 해석 및 풀이가 포함된 예제

제곱근 함수 $f(x) = \sqrt{g(x)}$의 정의역은 식 $g(x)$가 음이 아닌 값($g(x) \ge 0$)을 갖도록 하는 모든 실수 $x$의 집합입니다. 이는 함숫값이 항상 실수로 유지되도록 보장합니다.

핵심 개념

함수 $y = \sqrt{x}$는 $x \ge 0$일 때만 존재합니다. 아래 그래프에서 볼 수 있듯이, $x$가 음수일 때는 함수의 실수 값이 존재하지 않습니다.

Standard Square Root Graph

풀이가 포함된 예제

예제 1: 일차식인 피제곱수

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{x - 2} \]

풀이 보기

근호 안의 값이 다음 조건을 만족할 때 함수는 실숫값을 갖습니다:

\[ x - 2 \ge 0 \]

부등식을 풀면 다음과 같습니다:

\[ x \ge 2 \]

그래프 확인: 그래프는 $x$가 2 이상인 값에 대해서만 존재합니다.

Graph for Example 1

예제 2: 절댓값이 포함된 피제곱수

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{|x - 1|} \]

풀이 보기

실숫값을 갖기 위한 조건은 다음과 같습니다:

\[ |x - 1| \ge 0 \]

절댓값 식은 모든 실수에 대해 항상 0보다 크거나 같으므로, 이 조건은 모든 $x$에 대해 만족됩니다.

정의역: 모든 실수 $\mathbb{R}$, 또는 $(-\infty, \infty)$.

Graph for Example 2

예제 3: 분모에 있는 근호

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \dfrac{1}{\sqrt{x + 3}} \]

풀이 보기

0으로 나누는 것은 허용되지 않으므로, 근호 안의 식은 엄격하게 양수여야 합니다:

\[ x + 3 > 0 \]

풀면 다음과 같습니다:

\[ x > -3 \]

그래프 확인: 그래프는 $x = -3$ 바로 다음부터 시작하여 오른쪽으로 뻗어 나갑니다.

Graph for Example 3

예제 4: 두 근호의 비

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{x + 4}}{\sqrt{x - 2}} \]

풀이 보기

두 가지 조건을 동시에 만족해야 합니다:

  1. 분자: $x + 4 \ge 0 \Rightarrow x \ge -4$
  2. 분모: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

정의역은 이 두 집합의 교집합입니다:

\[ x > 2 \] Graph for Example 4

예제 5: 유리식의 제곱근

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{\dfrac{x + 4}{x - 2}} \]

풀이 보기

조건: \[ \dfrac{x + 4}{x - 2} \ge 0 \]

임계점은 $x = -4$와 $x = 2$입니다. 구간별 부호 확인:

  • $(-\infty, -4]$: 식이 양수입니다.
  • $(-4, 2)$: 식이 음수입니다.
  • $(2, \infty)$: 식이 양수입니다.

정의역: $(-\infty, -4] \cup (2, \infty)$. (참고: 분모 때문에 $x=2$는 제외됩니다).

Graph for Example 5

예제 6: 음의 제곱 합

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{-x^2 - 4} \]

풀이 보기

조건: \[ -x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow x^2 + 4 \le 0 \]

모든 실수 $x$에 대해 $x^2 + 4$는 항상 4 이상이므로, 결코 0보다 작거나 같을 수 없습니다.

정의역: 공집합 (실수 해가 없음).

예제 7: 구간의 교집합

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{6 - x}}{\sqrt{x - 2}} \]

풀이 보기

조건:

  • 분자: $6 - x \ge 0 \Rightarrow x \le 6$
  • 분모: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

교집합: $2 < x \le 6$. 구간 표기법으로: $(2, 6]$.

Graph for Example 7

예제 8: 이차식의 차 ($x^2$이 양수)

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{x^2 - 4} \]

풀이 보기

조건: \[ x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow (x - 2)(x + 2) \ge 0 \]

이 부등식은 $x$가 두 근 $-2$와 $2$의 바깥쪽에 있을 때 성립합니다.

정의역: $(-\infty, -2] \cup [2, \infty)$.

Graph for Example 8

예제 9: 이차식의 차 ($x^2$이 음수)

다음 함수의 정의역을 구하세요: \[ f(x) = \sqrt{4 - x^2} \]

풀이 보기

조건: \[ 4 - x^2 \ge 0 \Rightarrow (2 - x)(2 + x) \ge 0 \]

이 부등식은 $x$가 두 근 $-2$와 $2$ 사이에 있을 때 성립합니다.

정의역: $[-2, 2]$.

Graph for Example 9

학습 이어하기