삼산지구 중3수학과외







삼산지구 중3수학과외에서 확인한 원주각의 경계
삼산지구과외 수업에서 원의 성질 문제를 채점하다가, 학생이 계산은 하지 않았는데도 답이 어긋난 사례를 살펴보았습니다. 삼산중학교가 포함된 생활권이나 갈산대동아파트가 있는 생활권에서 이 개념을 공부하는 학생이라면, 원주각의 크기를 외우기보다 어느 호를 바라보는 각인지를 먼저 확인해야 합니다. 이번 학습의 범위는 같은 호에 대한 원주각의 관계와 그 경계 조건으로 한정했습니다.
학생의 풀이 기록에서 멈춘 지점
문제에는 원 위에 네 점 A, B, C, D가 있었고, C와 D는 현 AB를 바라보는 원주각의 꼭짓점이었습니다. 그림에서 ∠ACB=38°가 주어졌으며, D는 A와 B를 잇는 작은 호 위쪽에 놓여 있었습니다. 질문은 ∠ADB의 크기였습니다.
∠ACB와 ∠ADB는 둘 다 양 끝점이 A, B인 원주각이다.
따라서 ∠ADB=∠ACB=38°.
학생은 이렇게 적은 뒤 답을 38°로 제출했습니다. 하지만 그림을 다시 표시해 보니 C는 작은 호 AB의 반대쪽에 있었고, D는 작은 호 AB 위에 있었습니다. 두 각의 꼭짓점이 같은 쪽에 있지 않았습니다. 이때 두 원주각은 같은 호를 보는 같은 위치의 각이 아니라, 각각 서로 다른 쪽의 호를 바라보게 됩니다. 따라서 처음부터 ‘둘 다 같은 호에 대한 원주각’이라고 판단한 것이 문제였습니다.
성질을 쓰기 전 표시한 세 가지
수정할 때 다른 계산은 건드리지 않고, 문제 그림에만 표시를 추가했습니다.
- ∠ACB의 두 변 CA, CB가 만나는 점은 C이고, 이 각의 양 끝 원 위 점은 A와 B이다.
- ∠ADB의 두 변 DA, DB가 만나는 점은 D이고, 이 각의 양 끝 원 위 점도 A와 B이다.
- 작은 호 AB를 기준으로 C와 D가 같은 쪽인지 반대쪽인지 확인한다.
그 결과 C와 D가 작은 호 AB를 사이에 두고 서로 반대편에 있음을 확인했습니다. 학생이 처음 놓친 것은 각의 양 끝점이 같다는 사실이 아니라, 각의 꼭짓점이 호의 어느 쪽에 있는지였습니다. 반대편에 놓인 두 원주각은 같은 호를 그대로 공유하는 것으로 볼 수 없으므로 38°를 바로 옮길 수 없습니다. 작은 호 AB를 기준으로 두 각의 내부가 서로 마주 보는 배치라면 두 각의 합은 180°가 됩니다. 따라서 이 문제에서는 ∠ADB=180°-38°=142°로 고쳐야 합니다.
한 줄의 표시만 바꾼 교정
다음 문제부터 학생은 각을 보자마자 양 끝점만 연결하지 않고, 그 두 점이 정하는 호 AB를 둥글게 표시했습니다. 이어서 원주각의 꼭짓점 C 또는 D가 그 호와 같은 쪽인지 반대쪽인지 표시했습니다. 이번 문제에서는 ∠ACB 옆에 ‘작은 호 AB의 반대편’, ∠ADB 옆에 ‘작은 호 AB 위’라고 적었습니다. 이 행동 하나로 같은 호를 보는 경우와 서로 다른 쪽에 놓인 경우를 구별했습니다. 이미 알고 있던 38°라는 값과 뺄셈 계산은 그대로 유지하고, 성질을 적용하는 순간만 바로잡은 것입니다.
그림을 돌려도 기준은 같은가
며칠 뒤에는 점의 이름과 그림 방향을 바꾼 문제를 제시했습니다. 원 위의 점 P, Q, R, S에서 ∠PRQ=47°이고, S가 P와 Q를 잇는 작은 호 위에 표시되어 있었습니다. 질문은 ∠PSQ였습니다. 학생은 그림이 옆으로 돌아가 있어도 먼저 현 PQ를 찾고 작은 호 PQ를 표시했습니다. R은 그 호의 반대편, S는 작은 호 위에 있으므로 두 각은 같은 쪽의 같은 호를 보는 관계가 아니라고 판단했습니다.
따라서 단순히 47°라고 쓰지 않고,
R과 S가 현 PQ를 기준으로 서로 반대편에 있으므로 두 원주각의 합은 180°이다.
∠PSQ=180°-47°=133°.
라고 풀이했습니다. 점 이름과 회전 방향이 바뀌었지만, 판단 기준은 ‘연결되는 두 원 위 점 P, Q’와 ‘그 호에 대한 꼭짓점의 위치’로 유지되었습니다.
힌트 없이 다시 확인한 원주각 판단
마지막에는 도움 없이 새 그림을 풀었습니다. 원 위의 점 E, F, G, H가 있고, 작은 호 EF 위에는 G가, 그 반대편에는 H가 있었습니다. ∠EHF=121°가 주어지고 ∠EGF를 구하는 문제였습니다. 학생은 먼저 EF를 잇는 두 변을 찾고, 작은 호 EF를 표시한 뒤 G와 H의 위치를 비교했습니다. 두 꼭짓점이 서로 반대편이므로 두 각의 합이 180°라고 설명했습니다.
계산은 ∠EGF=180°-121°=59°였습니다. 마지막으로 59°+121°=180°인지 확인하고, 두 각이 모두 끝점 E와 F를 사용하지만 꼭짓점이 호 EF의 서로 다른 쪽에 있다는 근거까지 말했습니다. 같은 호에 대한 원주각 성질은 숫자보다 먼저 호와 꼭짓점의 위치를 확인해야 한다는 점을 스스로 재현한 장면입니다. 삼산지구중3수학과외에서도 이처럼 그림의 방향이나 점 이름보다 연결되는 호와 각의 위치를 먼저 표시하는 연습을 중심에 둘 수 있습니다.