온라인 게임 좌표부터 지도 위치까지, 세상은 두 수의 관계로 가득해요. 어떤 관계는 손잡고 같이 늘어나고, 어떤 관계는 한쪽이 늘면 다른 쪽이 줄어들죠. 그 두 가지를 손끝으로 직접 확인해봐요.
❓ 궁금증 하나 — 두 수가 짝지어 변할 때, 그 관계를 한눈에 보여주는 방법이 있을까요?
표를 쭉 적어봐도 되지만, 점 하나하나를 좌표평면에 콕콕 찍어 이으면 그래프 하나로 관계 전체가 한눈에 보여요.
아래 세 장면에서 점을 직접 끌어보면서, 같이 늘어나는 관계(정비례)와 한쪽이 늘면 반대로 줄어드는 관계(반비례)가 그래프 위에서 어떻게 다르게 생겼는지 확인해보세요.
사진: Noah Wulf, CC BY-SA 3.0 · 위키미디어 공용
FIRST STORY
🚴 일정한 속도로 달리는 자전거
페달을 밟는 리듬이 한결같아요. 시속 20km로 쭉 달린다면, 1시간엔 20km, 2시간엔 40km, 3시간엔 60km — 시간이 2배, 3배가 되면 거리도 딱 2배, 3배가 돼요.
이렇게 한쪽이 늘어난 만큼 다른 쪽도 같은 비율로 늘어나는 관계를 정비례라고 해요. 식으로 쓰면 y = 20x(x=시간, y=거리) — 이런 식은 그래프로 그리면 항상 원점(0,0)을 지나는 곧은 직선이 돼요.
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2.0달린 시간 x(시간)
40.0이동 거리 y(km)
🖐 그래프 위 파란 점을 손가락(또는 마우스)으로 좌우로 끌어보세요
🖐 느껴보기: 점을 오른쪽으로 끌어 시간을 2배로 늘려보세요. 거리도 정확히 2배가 되죠? 직선이 원점을 딱 지나면서 일정하게 벌어지는 것, 그게 정비례의 얼굴이에요.
사진: InterestingPics, CC BY-SA 3.0 · 위키미디어 공용
SECOND STORY
🍎 한 개에 1000원인 사과 가게
사진처럼 가판대엔 사과가 잔뜩 쌓여 있죠. 한 개에 1000원이라면, 1개 사면 1000원, 2개 사면 2000원, 5개 사면 5000원 — 살 개수가 늘어나는 만큼 가격도 똑같은 비율로 늘어나요.
이것도 정비례예요. 식으로는 y = 1000x(x=개수, y=가격원). 앞의 자전거 이야기랑 모양은 다르지만 구조는 완전히 똑같다는 걸 눈치채셨나요?
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4사과 개수 x(개)
4000총 가격 y(원)
🖐 그래프 위 파란 점을 손가락(또는 마우스)으로 좌우로 끌어보세요
🖐 느껴보기: 개수를 0개로 끌어보세요 — 가격도 정확히 0원이 되죠? 정비례 그래프는 항상 원점(아무것도 없으면 0)에서 시작한다는 걸 이 사과 가게에서 확인할 수 있어요.
사진: Dharshini Vinayagam, CC BY-SA 4.0 · 위키미디어 공용
THIRD STORY
🍕 피자 한 판, 몇 명이 나눠 먹을까
사진처럼 피자 한 판을 여러 조각으로 잘라 친구들과 나눠 먹어요. 이 피자는 모두 12조각이라고 해볼게요.
친구가 2명이면 한 사람이 6조각, 4명이면 3조각, 6명이면 2조각 — 사람 수는 늘어나는데 한 사람 몫은 오히려 줄어들죠.
이렇게 한쪽이 늘면 다른 쪽이 같은 비율로 줄어드는 관계를 반비례라고 해요. 식으로는 y = 12/x(x=친구 수, y=한 사람 몫). 그래프는 정비례처럼 곧은 직선이 아니라, 원점을 지나지 않고 부드럽게 휘어지는 곡선이 돼요.
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2나눠 먹는 친구 수 x(명)
6.0한 사람 몫 y(조각)
🖐 그래프 위 보라 점을 손가락(또는 마우스)으로 좌우로 끌어보세요
🖐 느껴보기: 친구 수를 1명에서 12명까지 쭉 끌어보세요. 사람이 늘어날수록 몫이 점점 작아지지만 절대 0이 되지는 않는 게 보이나요? 아무리 나눠도 피자가 조금씩은 남는다는 뜻이에요.
✨ 사실 이 셋, 두 가지 이야기로 나뉘어 있었어요
🚴 자전거 (시간→거리)y = 20x · 정비례
🍎 사과 가게 (개수→가격)y = 1000x · 정비례
🍕 피자 나누기 (친구 수→몫)y = 12/x · 반비례
정비례y = ax (a≠0) — 원점을 지나는 직선
반비례y = a/x (a≠0) — 원점을 지나지 않는 두 곡선
자전거와 사과 가게는 겉모습만 다를 뿐 x가 커지면 y도 같은 비율로 커지는 똑같은 구조(정비례)였고,
피자 나누기는 x가 커지면 y가 같은 비율로 작아지는 정반대 구조(반비례)였어요.
두 관계 모두 "짝지어 변한다"는 점은 같지만, 그래프에 그려보면 직선인지 곡선인지로 완전히 구별돼요.
📜 잠깐, 역사 한 조각
반비례는 수학뿐 아니라 과학에서도 유명해요. 17세기 과학자 로버트 보일은 "기체를 일정한 온도에서 누르면(압력↑), 부피가 그만큼 줄어든다(부피↓)"는 것을 실험으로 밝혔는데, 이게 바로 압력과 부피의 반비례 관계(보일의 법칙)예요. 피자를 나눠 먹을 때 쓴 것과 똑같은 수학이 풍선이나 압축 공기 속에도 숨어 있는 거죠.