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개념지도 / 중등 / 함수

함수 = 기계

functions 중1 앞으로

넣으면 딱 하나 나오는 기계. 표·식·그래프는 같은 기계의 세 장의 사진

한 문장 직관 — 이것만 남으면 성공

함수는 기계다. x를 넣으면 y가 하나 나온다. 핵심은 "하나만" — 입력 하나에 출력이 둘이면 함수가 아니다.

그래프 — 계수를 바꾸면 모양이 어떻게 변하나x 하나에 y 하나. 세로선이 두 번 만나면 함수가 아니다.
-6-5-4-3-2-1123456-6-5-4-3-2-1123456y = 2.0x + 1.0기울기 2.0 — x가 1 늘면 y가 2.0 는다 · y절편 1.0

왜 중요한가

이 문서 전체의 심장. 이후 모든 것은 '기계를 바꾸는 것'

예시

자판기는 함수(500원→콜라). 콜라·사이다 둘 다 나오면 고장=함수 아님. 세로선 x=3도 함수 아님

형식적 정의

집합 X의 각 원소에 Y의 원소를 하나씩만 대응시키는 규칙.

백지에 해볼 것 A4 한 장

상자 그림. '3 넣으면 7, 5 넣으면 11' 규칙 맞추기 놀이 3번. f(x) 기호: 괄호는 곱하기가 아니라 '넣기'

핵심 식

f라는 기계에 x를 넣은 결과

흔한 오개념 — 여기서 막힌다

✗ 식이 있어야 함수다.

왜 이렇게 생각하나
항상 식으로만 배워서.

어떻게 깨뜨리나
"학생 → 학번"도 함수다. 표나 그래프, 말로도 함수를 정의할 수 있다.

✗ y가 x에 따라 변하면 다 함수다.

왜 이렇게 생각하나
"대응"의 유일성을 놓쳐서.

어떻게 깨뜨리나
x²+y²=1(원)은 x=0일 때 y=±1로 둘이다. 함수가 아니다. 세로선 검사(vertical line test).

대표 예제

함정

백지 훈련 단계 — 순서대로 시키면 됨

  1. 백지에 기계 그림을 그린다 — 입력 구멍, 출력 구멍.
  2. f(x)=2x+1 기계에 1,2,3을 넣어 표를 만든다.
  3. 원 그림을 그리고 세로선을 그어 두 점에서 만나는 걸 확인.

확인 질문 — 답하면 통과

발견의 순서 — 왜 이게 필요했나

"함수(function)"라는 말은 라이프니츠가 썼고, 지금의 "대응" 정의는 디리클레(19세기)가 확립했다. 그 전에는 "식으로 쓸 수 있는 것"만 함수로 쳤다.

다음으로 어떻게 이어지는가

함수는 이후 모든 수학의 주인공이다. 일차 → 이차 → 지수·로그 → 삼각 → 미적분.