1. 학습 목표

지금까지 우리는 자연수를 이용하여 수를 나타내고 계산해 왔다.

하지만 일상생활에서는 자연수만으로 표현할 수 없는 상황이 많이 있다.

예를 들어

  • 영하 5도

  • 지하 3층

  • 1/2개

  • 0.75kg

와 같은 수를 표현하려면 새로운 수의 개념이 필요하다.

이 단원에서는 정수와 유리수의 뜻을 알아보고 수의 범위를 확장해 보자.


2. 자연수와 0

자연수는 물건의 개수를 셀 때 사용하는 수이다.

예를 들면

$$
1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5,\ \cdots
$$

이다.

또한 아무것도 없는 상태를 나타내는 수

$$
0
$$

도 자주 사용한다.

예)

  • 사과가 0개 있다.

  • 점수가 0점이다.


3. 음수의 필요성

자연수와 0만으로는 다음과 같은 상황을 표현할 수 없다.

예 1

현재 기온이 영하 3도이다.

예 2

엘리베이터가 지하 2층에 있다.

예 3

통장 잔액보다 5만원을 더 사용했다.

이와 같은 경우를 나타내기 위해 음수를 사용한다.


4. 양수와 음수
양수

0보다 큰 수를 양수라고 한다.

예)

$$
1,\ 2,\ 3,\ 10,\ 100
$$

양수는 보통

$$
+3
$$

처럼 + 기호를 붙일 수 있지만 일반적으로는 생략한다.

$$
+3 = 3
$$

이다.


음수

0보다 작은 수를 음수라고 한다.

예)

$$
-1,\ -2,\ -5,\ -10
$$

음수는 반드시 – 기호를 붙여 나타낸다.


0의 위치

0은 양수도 아니고 음수도 아니다.

즉,

$$0$$ 은 양수와 음수를 나누는 기준이 되는 수이다.


5. 정수의 뜻

양의 정수, 0, 음의 정수를 모두 합한 수를 정수라고 한다.

정수는 다음과 같다.

$$
\cdots,\ -5,\ -4,\ -3,\ -2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5,\ \cdots
$$


정수의 분류

양의 정수

$$
1,\ 2,\ 3,\ 4,\ \cdots
$$

0

$$
0
$$

음의 정수

$$
-1,\ -2,\ -3,\ -4,\ \cdots
$$


예제 1

다음 수 중 정수를 모두 찾으시오.

$$
-5,\ 0,\ \frac{1}{2},\ 8,\ -3
$$

풀이

정수는 소수나 분수가 아닌 수이다.

따라서

$$
-5,\ 0,\ 8,\ -3
$$

이 정수이다.


6. 수직선과 정수

정수는 수직선 위에 나타낼 수 있다.

수직선에서

  • 오른쪽으로 갈수록 큰 수

  • 왼쪽으로 갈수록 작은 수

가 된다.

예를 들어

$$
-3 < -1 < 0 < 2 < 5
$$

이다.


정수의 크기 비교

수직선에서 오른쪽에 있는 수가 더 크다.

예)

$$
-2 > -5
$$

$$
3 > -1
$$

$$
0 > -4
$$


7. 유리수의 뜻

정수만으로는 모든 수를 표현할 수 없다.

예를 들어

$$
\frac{1}{2}
$$

$$
\frac{3}{4}
$$

$$
-\frac{2}{5}
$$

와 같은 수가 있다.

이러한 수를 포함하기 위해 유리수라는 개념을 사용한다.


유리수의 정의

분모가 0이 아닌 두 정수 $$a$$, $$b$$에 대하여

$$
\frac{a}{b}
$$

의 꼴로 나타낼 수 있는 수를 유리수라고 한다.

단,

$$
b \ne 0
$$

이어야 한다.


유리수의 예

$$
\frac{1}{2}
$$

$$
-\frac{3}{4}
$$

$$
\frac{7}{5}
$$

$$
\frac{-8}{3}
$$

모두 유리수이다.


8. 정수도 유리수일까?

정수는 모두 유리수이다.

왜냐하면 정수는 다음과 같이 분수로 나타낼 수 있기 때문이다.

예를 들어

$$
3=\frac{3}{1}
$$

$$
-5=\frac{-5}{1}
$$

$$
0=\frac{0}{1}
$$

따라서 모든 정수는 유리수에 포함된다.


9. 유한소수와 순환소수

유리수는 소수로 나타낼 수도 있다.

예를 들어

$$
\frac{1}{2}=0.5
$$

$$
\frac{3}{4}=0.75
$$

처럼 소수점 아래가 끝나는 소수를 유한소수라고 한다.


또한

$$
\frac{1}{3}=0.3333\cdots
$$

$$
\frac{2}{11}=0.181818\cdots
$$

처럼 일정한 숫자가 반복되는 소수를 순환소수라고 한다.

유한소수와 순환소수는 모두 유리수이다.


10. 정수와 유리수의 포함 관계

자연수는 정수에 포함되고,

정수는 유리수에 포함된다.

$$
\text{자연수}
\subset
\text{정수}
\subset
\text{유리수}
$$

이다.

예를 들어

$$
5
$$

는 자연수이면서 정수이고 유리수이다.


11. 예제 문제
예제 2

다음 수 중 음수를 모두 찾으시오.

$$
-3,\ 2,\ 0,\ -7,\ 5
$$

풀이

0보다 작은 수는

$$
-3,\ -7
$$

이다.


예제 3

다음 수 중 유리수를 모두 찾으시오.

$$
\frac{2}{3},\ -4,\ \frac{5}{8},\ 0
$$

풀이

분수의 꼴로 나타낼 수 있으므로

모두 유리수이다.


예제 4

다음 수를 유리수의 꼴로 나타내시오.

$$
7
$$

풀이

$$
7=\frac{7}{1}
$$

따라서 유리수이다.


12. 핵심 정리
양수

$$
1,\ 2,\ 3,\ \cdots
$$

0보다 큰 수


음수

$$
-1,\ -2,\ -3,\ \cdots
$$

0보다 작은 수


정수

$$
\cdots,\ -3,\ -2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ \cdots
$$

양의 정수, 0, 음의 정수를 모두 포함한다.


유리수

$$
\frac{a}{b}
$$

의 꼴로 나타낼 수 있는 수

단,

$$
b \ne 0
$$


포함 관계

$$
\text{자연수}
\subset
\text{정수}
\subset
\text{유리수}
$$

즉, 모든 자연수는 정수이고, 모든 정수는 유리수이다.