피타고라스 정리와 삼각비

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피타고라스 정리와 삼각비를 나타내는 직각삼각형 아이콘

직각 삼각형의 빗변, 대변, 인접변과 피타고라스 정리, 각도와 변의 길이 사이의 관계를 나타내는 삼각비를 설명합니다.

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보라색 배경의 각도와 원 아이콘 벡터 A와 x·y 성분 벡터를 나타낸 아이콘 사인 곡선과 π, 2π가 표시된 삼각함수 아이콘 타원과 타원의 방정식 x²/a²+y²/b²=1이 표시된 수학 아이콘

직각 삼각형

한 각이 직각인 삼각형이다.

직각 삼각형을 이루는 변

변은 도형의 외곽을 이루는 선이다.
점 A\mathrm{A}, B\mathrm{B}를 잇는 변은 AB‾\overline{\mathrm{AB}}로 나타낸다.
AB‾\overline{\mathrm{AB}}의 길이가 ll일 때, AB‾=l\overline{\mathrm{AB}} = l과 같이 나타낸다.

직각 삼각형의 변에는 빗변, 대변, 인접변의 33가지가 있다.

직각삼각형의 빗변과 직각의 맞은편을 표시한 그림
직각삼각형에서 θ의 맞은편과 밑변에 대한 대변 표시
직각삼각형에서 θ에 대한 인접변을 표시한 그림

피타고라스 정리

직각 삼각형에서 빗변의 길이를 cc, 나머지 두 변의 길이를 각각 aa, bb라 할 때, a2+b2=c2a^{2} + b^{2} = c^{2}이다.

직각삼각형의 변 a, b, c와 피타고라스 정리 식

피타고라스 정리 예시

그림과 같이 AB‾=4\overline{\mathrm{AB}} = 4, BC‾=3\overline{\mathrm{BC}} = 3, AC‾=x\overline{\mathrm{AC}} = x인 직각 삼각형 ABC\mathrm{ABC}가 있을 때 xx의 값을 구해보자.

직각삼각형 ABC에서 밑변 4, 높이 3, 빗변 x를 나타낸 그림

AC‾\overline{\mathrm{AC}}는 빗변에 해당하므로 피타고라스 정리에 의해 42+32=x24^{2} + 3^{2} = x^{2},
16+9=x216 + 9 = x^{2},
25=x225 = x^{2},
52=x25^{2} = x^{2},
x=5x = 5이다.

삼각비

직각 삼각형에서 각도와 변의 길이 사이의 관계를 나타낸 비율이다. sin⁡\sin(사인), cos⁡\cos(코사인), tan⁡\tan(탄젠트)를 주로 활용한다.

특정 각도 θ\theta에 대하여 sin⁡θ=대변빗변\sin\theta = \dfrac{\text{대변}}{\text{빗변}}, cos⁡θ=인접변빗변\cos\theta = \dfrac{\text{인접변}}{\text{빗변}}, tan⁡θ=대변인접변\tan\theta = \dfrac{\text{대변}}{\text{인접변}}이다.

직각삼각형에서 θ에 대한 빗변, 대변, 인접변과 삼각비를 나타낸 그림

삼각비 예시

그림과 같이 AC‾=6\overline{\mathrm{AC}} = 6, BC‾=2\overline{\mathrm{BC}} = 2, ∠BAC=θ\angle\mathrm{BAC} = \theta인 직각 삼각형 ABC\mathrm{ABC}가 있을 때 sin⁡θ\sin\theta의 값을 구해보자.

직각삼각형 ABC에서 변의 길이와 각 θ를 나타낸 그림

빗변은 직각 삼각형에서 가장 긴 변으로 직각의 맞은편에 있는 변이고,
대변은 특정 각도의 맞은편에 있는 변이므로 AC‾\overline{\mathrm{AC}}가 빗변, θ\theta에 대하여 BC‾\overline{\mathrm{BC}}가 대변에 해당한다.

따라서 sin⁡θ=대변빗변=26=13\sin\theta = \dfrac{\text{대변}}{\text{빗변}} = \dfrac{2}{6} = \dfrac{1}{3}이다.

특수각

30∘(π6)30^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{6}\right), 45∘(π4)45^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{4}\right), 60∘(π3)60^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{3}\right)의 각도이다. 특수각일 때 삼각비는 아래 표와 같다.

$\theta$ $\sin\theta$ $\cos\theta$ $\tan\theta$
$30^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{6}\right)$ $\dfrac{1}{2}$ $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ $\dfrac{\sqrt{3}}{3}$
$45^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{4}\right)$ $\dfrac{\sqrt{2}}{2}$ $\dfrac{\sqrt{2}}{2}$ $1$
$60^{\circ}\left(\dfrac{\pi}{3}\right)$ $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ $\dfrac{1}{2}$ $\sqrt{3}$

특수각 예시

그림과 같이 AC‾=2\overline{\mathrm{AC}} = 2, BC‾=x\overline{\mathrm{BC}} = x, ∠BAC=30∘\angle\mathrm{BAC} = 30^{\circ}인 직각 삼각형 ABC\mathrm{ABC}가 있을 때 xx의 값을 구해보자.

직각삼각형 ABC와 30° 각, 빗변 2 및 높이 x를 나타낸 도형

빗변은 직각 삼각형에서 가장 긴 변으로 직각의 맞은편에 있는 변이고,
대변은 특정 각도의 맞은편에 있는 변이므로 AC‾\overline{\mathrm{AC}}가 빗변, ∠BAC\angle\mathrm{BAC}에 대하여 BC‾\overline{\mathrm{BC}}가 대변에 해당한다.

따라서 sin⁡30∘=대변빗변=x2\sin{30^{\circ}} = \dfrac{\text{대변}}{\text{빗변}} = \dfrac{x}{2}인데, 특수각 30∘30^{\circ}에서 sin⁡30∘=12\sin{30^{\circ}} = \dfrac{1}{2}이므로
sin⁡30∘=x2=12\sin{30^{\circ}} = \dfrac{x}{2} = \dfrac{1}{2},
x=1x = 1이다.

적용 문항

1번 문항


직각삼각형 ABC에서 두 변의 길이로 빗변 x를 구하는 문제

2번 문항


직각삼각형 ABC에서 AB=x를 구하는 삼각비 객관식 문항