병방동 중3수학과외







표현이 바뀌어도 sin의 두 변을 놓치지 않는 풀이
병방동과외 수업에서 중3수학 문제를 풀던 중, 학생이 같은 sin 관계를 서로 다른 방식으로 나타낸 두 문제를 연달아 마주했습니다. 광명아파트와 뉴서울아파트가 있는 생활권에서 중학교 수학을 준비하거나, 임학중학교가 포함된 생활권에서 개념을 점검할 때도 이런 표현 전환은 자주 풀이의 갈림길이 됩니다. 이번 수업의 초점은 여러 삼각비를 한꺼번에 외우는 것이 아니라, sin을 기준각의 대변과 빗변의 비로 읽는 한 가지 판단에 두었습니다.
학생의 풀이 기록에서 보인 첫 선택
첫 문제에는 직각삼각형 ABC가 제시되어 있었습니다. ∠C=90°, ∠A=30°, BC=5cm, AB=10cm이고, 물음은 sin A를 구하는 것이었습니다. 학생은 그림 옆에 다음처럼 적었습니다.
sin A = 5/10 = 1/2
이 답은 맞았습니다. 기준각 A에서 마주 보는 변이 BC이고, 직각의 맞은편인 AB가 빗변이므로 대변과 빗변을 정확히 골랐기 때문입니다.
그런데 이어진 문제의 표현이 달랐습니다. “직각삼각형 PQR에서 ∠Q를 기준으로 한 sin의 값이 3/5이고, 빗변 PR의 길이가 20cm일 때 Q에 대한 대변의 길이를 구하여라.” 학생은 문제의 문장을 읽자마자 앞 문제에서 보았던 변의 위치를 떠올려 식을 적었습니다.
sin Q = QR/PR, 따라서 QR = 12cm
숫자 계산 자체는 3/5×20=12로 맞았지만, 여기서 QR을 대변이라고 정한 판단이 틀렸습니다. Q를 기준으로 보면 Q를 포함하지 않는 변은 PR이 아니라 PR의 반대편에 있는 변이고, PR은 이미 빗변으로 주어졌습니다. 학생은 표현이 “sin의 값과 빗변이 주어진다”로 바뀌자 기준각을 다시 확인하지 않고, 이전 문제에서 사용한 변의 이름과 역할을 그대로 옮겼습니다.
기준각 표시 후 두 역할만 다시 확인하기
수정할 것은 계산 방법 전체가 아니었습니다. 먼저 ∠Q에 작은 표시를 하고, 그 각을 기준으로 변을 다시 분류하게 했습니다. 직각이 있는 곳은 R이므로 직각의 맞은편인 PQ가 빗변입니다. 따라서 Q에 대한 대변은 PR이 아니라 PR과 다른, Q를 포함하지 않는 변이어야 한다는 점을 그림에서 확인했습니다.
다만 문제에서 “빗변 PR의 길이”라고 제시한 부분과 그림의 직각 위치가 서로 맞지 않는다는 사실도 발견했습니다. 직각삼각형에서 빗변은 직각의 맞은편 변이어야 하므로, 학생은 식을 억지로 계산하지 않고 먼저 도형 정보를 바로잡아야 했습니다. 교정된 문제는 직각이 Q가 아닌 R에 있고, 기준각은 Q, 빗변은 PQ, Q에 대한 대변은 PR인 형태로 다시 읽었습니다. 이때 학생은 이미 알고 있던 계산을 유지해 다음처럼 적었습니다.
sin Q = PR/PQ = 3/5
PR = 3/5 × 20 = 12cm
핵심은 새로운 공식을 추가한 것이 아니라, 기준각 Q를 표시한 뒤 대변과 빗변을 그 기준에서 다시 선택한 것이었습니다. sin은 기준각의 대변을 빗변으로 나눈 비라는 관계만 남겼습니다.
그림 대신 문장과 표로 바뀐 문제
다음에는 삼각형 그림을 주지 않고 조건을 표로 제시했습니다.
- 직각삼각형 XYZ
- 직각은 Y
- 기준각은 X
- X에서 마주 보는 변의 길이는 9cm
- 빗변의 길이는 15cm
학생은 변의 이름을 먼저 추측하지 않고 표의 조건을 기준으로 “X를 포함하지 않는 변이 대변, 직각 Y의 맞은편 변이 빗변”이라고 말했습니다. 따라서
sin X = 9/15 = 3/5
라고 썼습니다. 이번에는 그림 방향이나 문장의 순서가 앞 문제와 달랐지만, 기준각을 표시하고 두 변의 역할을 확인한 뒤 비를 세웠습니다. 길이를 구하는 질문이 아니라 비를 읽는 질문으로 바뀌었어도 같은 기준을 유지한 것입니다.
도움 없이 다시 확인한 한 장면
마지막에는 힌트 없이 새 문제를 제시했습니다. 직각삼각형 MNO에서 직각은 N이고, 기준각은 M입니다. MN=8cm, MO=17cm일 때 sin M을 구하고, 자신이 고른 두 변이 왜 필요한지 설명하라는 문제였습니다.
학생은 먼저 M에 표시한 뒤 “M을 포함하지 않는 NO가 대변이고, 직각 N의 맞은편 MO가 빗변”이라고 설명했습니다. 이어서
sin M = NO/MO
라고 세웠습니다. NO의 길이는 문제에 직접 주어지지 않았으므로, 학생은 주어진 길이만으로 값을 정할 수 있는지 확인했습니다. 이 과정에서 “sin을 읽을 때 필요한 것은 대변과 빗변인데, 현재 대변의 길이가 없다”고 말하며 무리하게 숫자를 만들지 않았습니다. 이어 길이 조건이 NO=15cm로 제시된 최종 문항에서는
sin M = 15/17
을 구한 뒤, “대변 15를 빗변 17보다 크게 쓰지 않았고, 직각의 맞은편인 MO를 빗변으로 사용했으므로 원래 삼각형의 변 역할과 일치한다”고 검산했습니다.
병방동중3수학과외에서 확인한 변화는 계산 속도가 아니라 표현이 달라졌을 때의 첫 선택이었습니다. 기준각을 먼저 표시하고 그 기준에서 대변과 빗변을 고르면, 그림·문장·표 어느 형태에서도 sin의 관계를 같은 방식으로 읽을 수 있습니다.