이천동 고2수학과외







맞은편 변을 찾기 전에 각의 위치부터 확인하기
이천동의 한 학습 기록에는 다음과 같은 풀이가 남아 있었다.
삼각형 \(ABC\)에서 \(AB=5\), \(AC=7\), \(\angle A=60^\circ\)일 때 \(BC\)의 길이를 구하여라.
처음 풀이: \(BC^2=5^2+7^2-2\cdot5\cdot7\cos B\)
계산자는 변 \(AB\)와 \(AC\)를 사용했지만, 그 사이에 있는 각은 \(\angle A\)이다. 따라서 \(\angle B\)를 넣은 식은 주어진 두 변과 끼인각의 관계를 반영하지 못한다.
그림에서 세 요소 연결하기
코사인법칙은 다음과 같다.
\[ a^2=b^2+c^2-2bc\cos A \]
여기서 각 \(A\)의 맞은편 변은 \(BC\)이고, 각 \(A\)를 끼고 있는 두 변은 \(AB\), \(AC\)이다. 그러므로
\[ BC^2=AB^2+AC^2-2(AB)(AC)\cos A \]
주어진 값을 대입하면
\[ BC^2=5^2+7^2-2\cdot5\cdot7\cos60^\circ \]
\[ =25+49-70\cdot\frac12=39 \]
따라서
\[ \boxed{BC=\sqrt{39}} \]
후보 식을 줄이는 최종 검증
가능한 식을 비교할 때는 먼저 두 변이 실제로 끼인각의 양옆에 있는지 확인한다.
- \(5^2+7^2-2\cdot5\cdot7\cos60^\circ\): 올바른 식
- \(5^2+7^2-2\cdot5\cdot7\cos B\): 주어진 끼인각이 아니므로 부적절
또한 \(\cos60^\circ=\frac12\)이므로 \(BC^2=39\)는 양수이고, \(BC=\sqrt{39}\)는 두 변의 차 \(2\)보다 크고 합 \(12\)보다 작다. 삼각형의 변 조건에도 맞는다.
핵심 판단
두 변과 그 사이의 각이 주어졌다면, 그 각의 맞은편 변을 코사인법칙의 왼쪽에 놓는다. 각의 이름만 보고 대입하지 말고, 그림에서 ‘두 변-끼인각-맞은편 변’을 연결한 뒤 식을 세워야 한다.