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반대로 가면 역 , 부정까지 하면 대우
낱말 두 개만 잡으면 명제 문제는 끝난다. 거기에 "쏙 들어가면 충분, 안 들어가면 필요" 한 줄만 더하면 필요조건·충분조건까지 한꺼번에 정리된다.
핵심 ① · 네 개의 명제
앞뒤를 바꾸면 역 , 둘 다 부정하면 이 , 바꾸고 부정까지 하면 대우
원명제
p → q
역 (逆)
q → p
이 (裏)
~p → ~q
대우 (對偶)
~q → ~p
앞뒤 바꿈
부정
바꾸고 + 부정
쉽게 보기 · 일상의 말로
"비가 오면 땅이 젖는다"
🔁 역
땅이 젖었으면 비가 왔다거짓 — 물을 뿌렸을 수도
🚫 대우
땅이 젖지 않았으면 비가 오지 않았다 참
역은 뒤집힌다. 그런데 대우는 절대로 안 뒤집힌다.
핵심 ② · 오늘의 열쇠
원명제와 대우는 언제나 한 몸
p → q
~q → ~p
참·거짓이 언제나 같다 (원명제 ⇔ 대우)
q → p
~p → ~q
역과 이도 서로 대우 — 이 둘끼리는 같다
⛔ 그러나 원명제와 역 사이에는 아무 관계도 없다
예제 ① · 역은 거짓, 대우는 참
「a ≥ 1 ⇒ a² ≥ 1 」의 역과 대우
역 a² ≥ 1 ⇒ a ≥ 1 → 거짓
반례 a = −2 : 제곱은 4로 1보다 큰데 a 는 1보다 작다 — 음수를 잊지 마라
대우 a² < 1 ⇒ a < 1 → 참
a² < 1 이면 −1 < a < 1 이니까 반드시 a < 1
원명제가 참이므로 대우도 저절로 참 . 그런데 역은 따로 따져야 한다.
예제 ② · 대우의 함정
「a² + b² = 0 ⇒ a = 0 이고 b = 0 」
역 a = 0 이고 b = 0 ⇒ a² + b² = 0 → 참
대우 a ≠ 0 또는 b ≠ 0 ⇒ a² + b² ≠ 0 → 참
⛔ 여기가 함정이다. 부정하면 "그리고" ↔ "또는" 이 뒤바뀐다. 이걸 놓치면 대우가 통째로 틀린다. (집합에서 교집합 ↔ 합집합이 되는 것과 같다)
예제 ③ · 대우는 안 따져도 된다
「4의 양의 약수 ⇒ 8의 양의 약수」
1
2
4
8
4의 약수
8의 약수
{1, 2, 4} ⊂ {1, 2, 4, 8} ⇒ 원명제 참
역 「8의 약수 ⇒ 4의 약수」 거짓 (반례 8) · 대우 는 따져 볼 것도 없이 참
예제 ④ · 역과 대우가 모두 참인 것은?
ㄱ. x² − y² = 0 ⇒ x = y
역 참 대우 거짓
— x=1, y=−1 은 서로 다른데 제곱의 차가 0
ㄴ. x − 1 = 0 ⇒ x² − 1 = 0
역 거짓 대우 참
— 역의 반례 x = −1
ㄷ. xy ≠ 0 ⇒ x ≠ 0 이고 y ≠ 0
역 참 대우 참
— 대우는 x=0 또는 y=0 ⇒ xy=0
답은 ㄷ . 역은 따로 반례를 찾고 , 대우는 원명제만 보면 된다.
핵심 ③ · 삼단논법
동그라미를 겹쳐 그리면 눈으로 보인다
P
Q
R
p → q , q → r ⇒ p → r
P가 Q 속에 들어가고 Q가 R 속에 들어가면, P는 당연히 R 속에 들어간다.
예제 ⑤ · 대우로 사슬을 잇는다
전제 ① 기온이 높다 → A제품이 잘 팔린다
전제 ② B제품이 잘 팔린다 → A제품이 잘 팔리지 않는다
②의 대우 A제품이 잘 팔린다 → B제품이 잘 팔리지 않는다
이어 붙이면 기온↑ → A 팔림 → B 안 팔림
결론 기온이 높으면 B제품은 잘 팔리지 않는다
각각의 대우를 다 찾아 놓으면 사슬이 저절로 이어진다.
핵심 ④ · 오늘 가장 중요한 세 줄
쏙 들어가면 충분 , 안 들어가면 필요 , 똑같으면 필요충분
P
Q
P ⊂ Q ⇔ p → q :
p 는 충분조건 · q 는 필요조건
작은 쪽이 충분, 큰 쪽이 필요. 두 동그라미가 완전히 포개지면 필요충분조건.
예제 ⑥ · 들어가나, 안 들어가나
0
1
2
3
P : 0 < x < 3
Q : 1 ≤ x ≤ 2
Q 가 P 속에 들어간다 ⇒ p 는 q 이기 위한 필요조건
p : x < 0 , q : x + |x| = 0 → q 를 풀면 x ≤ 0 P가 쏙 들어감 → 충분조건
x² = 1 과 |x| = 1 → 둘 다 {−1, 1} 양쪽이 똑같음 → 필요충분조건
예제 ⑦ · 한 번 더 판별해 보자
① a > 1 은 a > 0 이기 위한 —
쏙 들어간다 → 충분조건
② a + b = 0 은 a² + b² = 0 이기 위한 —
반례 a=1, b=−1 → 필요조건
③ abc ≠ 0 과 a, b, c 가 모두 0이 아니다 —
서로 같은 말 → 필요충분조건
묻는 순서 를 조심하자 — 「p 가 q 이기 위한」이면 p 를 작은 쪽에 놓고 본다.
핵심 ⑤ · 막히면 이것부터
무슨 말인지 모르겠으면무조건 대우를 찾아라
원명제가 참이면 대우도 참 이니까,대우가 참이 되게 만들면 원명제가 저절로 참이 된다. 특히 미지수를 구하는 문제 는 대우로 바꾸는 순간 그냥 대입 문제 가 된다.
예제 ⑧ · 대입 한 번이면 끝
(가) x² + kx + 4 ≠ 0 ⇒ x ≠ 4 가 참이 되는 k 는?
대우 x = 4 ⇒ x² + kx + 4 = 0 →
16 + 4k + 4 = 0 → k = −5
검산 — x² − 5x + 4 = (x−1)(x−4) 이므로 x=4 에서 0 ✓
(나) x − 1 = 0 이 x² + ax − 3 = 0 이기 위한 충분조건 이 되는 a 는?
x = 1 을 넣으면 1 + a − 3 = 0 → a = 2
검산 x²+2x−3=(x+3)(x−1) ✓
예제 ⑨ · 대우로 범위를 견준다
「x + y > 3 ⇒ x > k 또는 y > 5 」가 참이 되는 k의 최댓값
대우 x ≤ k 이고 y ≤ 5 ⇒ x + y ≤ 3
(또는 → 그리고)
두 부등식을 더하면 x + y ≤ k + 5
이것이 늘 ≤ 3 이려면 k + 5 ≤ 3 → k ≤ −2 → 최댓값 −2
검산 — k = −1 이면 x=−1, y=5 에서 x+y=4 > 3 이라 대우가 깨진다 ✓
양 끝이 둘 다 등호가 있으면 답에도 등호를 붙인다.
핵심 ⑥ · 그리면 절대 안 틀린다
벤 다이어그램 영역마다 번호 를 매긴다
U
①
②
③
Q
P
P = ②③ · Q = ③ · Qᶜ = ①② ⇒ P ∪ Qᶜ = ①②③ = U
말로 따지지 말고 그림을 그려 번호를 매긴다.
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"반대로 가면 역, 부정까지 하면 대우"역·대우와 필요충분조건
① 역 = 앞뒤를 바꿈 · 이 = 둘 다 부정 · 대우 = 바꾸고 부정까지
② 원명제 ⇔ 대우 는 언제나 한 몸 — 그러나 역은 아니다
③ 부정하면 "그리고" ↔ "또는" · ④ 헷갈리면 대우로 바꿔라
⑤ 쏙 들어가면 충분 · 안 들어가면 필요 · 똑같으면 필요충분
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