서신동 고2수학과외







코사인값이 각도가 되기 전에 확인할 것
전주한일고등학교 학생의 풀이에서 변의 길이로 계산한 값이 -19/14로 나왔다. 학생은 계산기를 이용해 각도를 구하려 했지만, 이 값은 코사인값의 범위인 [-1, 1]을 벗어난다. 따라서 각도를 계산하기 전에 삼각형이 가능한지부터 판단해야 한다.
한 식에서 시작하는 삼각형 조건
두 변의 길이가 5, 7이고 나머지 한 변의 길이를 x라 하자. x의 맞은편 각을 A라고 하면 코사인법칙에 따라
cos A = (5² + 7² - x²)/(2·5·7) = (74 - x²)/70
각 A가 실제 삼각형의 내각이 되려면
-1 < (74 - x²)/70 < 1
이어야 한다. 이를 풀면
4 < x² < 144, 따라서 2 < x < 12이다.
코사인 범위와 변의 길이 조건 비교
이 결과는 삼각형의 세 변 조건인
|7 - 5| < x < 7 + 5
와도 일치한다. 양 끝값 x=2와 x=12에서는 세 점이 일직선에 놓이므로 삼각형이 만들어지지 않는다.
예를 들어 x=13이면
cos A = (74 - 169)/70 = -19/14
가 되어 범위를 벗어난다. 이때는 각도를 구할 수 없는 것이 아니라, 애초에 해당 변들로 삼각형을 만들 수 없는 것이다.
새 문제에 적용하는 확인 순서
매개변수가 포함된 변 문제에서는 먼저 삼각형 부등식을 세우고, 코사인법칙으로 얻은 값이 -1과 1 사이인지 함께 확인한다. 두 조건이 모두 만족될 때만 각도 계산을 진행해야 한다. 이런 판단 순서를 익히는 것이 서신동과외에서 코사인법칙 오답을 줄이는 핵심이다.