마전지구 중3수학과외







마전지구 중3수학과외, 반원에 대한 원주각을 읽는 기준
마전지구의 가좌마을1.2단지와 가좌마을5.6단지가 있는 생활권에서 중3수학을 복습하던 학생의 풀이를 살펴보았습니다. 인천이음중학교, 인천아라중학교, 마전중학교, 원당중학교 등이 포함된 생활권에서 학교별 출제경향을 단정하기보다, 이번에는 한 가지 판단만 집중했습니다. 바로 지름이 만드는 반원의 원주각이 직각인지 확인하는 것입니다. 마전지구과외와 마전지구중3수학과외에서도 이 개념은 그림의 모양보다 조건을 먼저 읽는 연습이 중요합니다.
그림보다 먼저 확인해야 했던 것
주말 복습 문제에는 원 위에 점 A, B, C가 있고, 선분 AB가 원의 지름이라고 적혀 있었습니다. 점 C는 A와 B가 정하는 반원 위에 놓여 있었으며, 문제는 ∠ACB의 크기를 묻고 있었습니다. 학생은 그림에서 AB가 가로로 놓인 모습을 보고 다음처럼 기록했습니다.
“AB가 지름이고 C가 원 위에 있으므로 ∠ACB=90°.”
이 문제의 결론은 맞았습니다. 하지만 이어진 변형 문제에서 같은 판단을 그대로 옮기면서 오류가 드러났습니다. 이번에는 점 D가 원 위에 표시되었지만, 선분 AB는 지름이 아니었고, 그림에는 원의 중심 O가 따로 표시되어 있었습니다. 학생은 여전히 “원의 양 끝을 연결했으니 ∠ADB=90°”라고 적었습니다.
틀어진 순간은 계산 전이었다
학생은 각도를 잘못 계산한 것이 아니었습니다. 처음 어긋난 지점은 새 그림에서 AB가 정말 지름인지, 그리고 꼭짓점 D가 원 위에 있는지를 다시 확인하지 않은 것이었습니다. 첫 문제의 조건인 ‘지름 AB’와 ‘원 위의 점 C’를 두 번째 그림에도 있다고 가정한 것입니다.
반원에 대한 원주각이 직각이라는 판단은 다음 두 조건이 함께 있어야 합니다.
- 각의 양변이 지름의 양 끝점으로 연결되어야 한다.
- 각의 꼭짓점이 그 지름이 정하는 반원 위의 점이어야 한다.
따라서 단순히 선분이 길어 보이거나 그림에서 양 끝에 놓였다는 이유만으로 직각이라고 할 수 없습니다. 중심 O가 AB의 중점으로 표시되거나, 문제에서 AB가 지름이라고 명시되어야 경계를 확인할 수 있습니다.
한 표시만 바꾸어 다시 푼 기록
풀이를 전부 다시 쓰게 하지는 않았습니다. 학생이 변형 문제의 그림에 먼저 표시해야 할 것 하나만 정했습니다. 지름 후보 AB에 ‘지름’이라고 적고, 꼭짓점 D가 원 위에 있는지 확인하는 표시였습니다.
두 번째 문제에서 AB에는 지름 표시가 없었고, 중심 O도 AB의 중점이라는 조건이 없었습니다. 학생은 기존의 “∠ADB=90°”를 지운 뒤 다음과 같이 고쳤습니다.
“D가 원 위에 있다는 조건만으로는 부족하다. AB가 지름이라는 근거가 없으므로 반원의 원주각 성질을 적용할 수 없다.”
이미 첫 문제에서 AB가 지름이고 C가 원 위에 있다는 확인은 맞았으므로, 그 부분은 그대로 두었습니다. 달라진 조건만 바로잡자 성질을 적용할 수 있는 경우와 적용할 수 없는 경우가 분리되었습니다.
모양을 바꾼 독립 문제
다음에는 그림을 옆으로 돌리고 점의 이름과 질문 방향을 바꾸었습니다. 원의 중심을 O, 지름을 PQ로 표시하고, 반원 위에 점 R과 S를 각각 놓았습니다. 문제는 “∠PRQ와 ∠PSQ 중 직각인 각을 모두 고르시오”였습니다.
학생은 그림의 위아래 위치를 기준으로 고르지 않고, 각의 양변이 모두 P와 Q를 향하는지 확인했습니다. ∠PRQ는 R에서 P와 Q를 연결하므로 지름 PQ가 만드는 원주각입니다. ∠PSQ도 S에서 P와 Q를 연결하므로 같은 조건을 만족합니다. 따라서 두 각 모두 90°라고 판단했습니다.
반대로 보기 중 ∠RPS가 있었다면 꼭짓점 P에서 R과 S를 연결한 각이므로 지름 PQ의 양 끝을 이용한 각이 아닙니다. 학생은 이 각을 직각으로 고르지 않았습니다. 숫자를 바꾼 반복이 아니라, 점의 위치와 질문의 방향이 달라져도 ‘지름의 양 끝점과 원 위의 꼭짓점’이라는 기준을 유지한 것입니다.
힌트 없이 확인한 마지막 풀이
마지막 문제에는 중심 O와 원 위의 점 T가 주어지고, 선분 XY가 원의 지름이라고만 적혀 있었습니다. 그림은 X와 Y가 비스듬히 놓인 형태였으며, 물음은 ∠XTY의 크기를 설명하라는 것이었습니다.
학생은 별도의 표시나 질문 없이 먼저 조건을 정리했습니다.
“X와 Y는 지름의 양 끝점이고 T는 같은 원 위의 점이다. 그러므로 ∠XTY는 지름 XY가 정하는 반원의 원주각이므로 직각이다. 따라서 ∠XTY=90°이다.”
이어 검산할 때도 그림의 기울기는 근거로 삼지 않고, 결론을 원래 조건과 대조했습니다. “꼭짓점 T가 원 위에 있고, 각의 두 변이 지름 XY의 양 끝점으로 연결되었으므로 조건이 맞다”고 설명했습니다. 반원의 원주각을 만났을 때 성질을 외워 바로 쓰는 대신, 지름·원 위의 꼭짓점·연결된 두 끝점을 확인하면 예외적인 그림에서도 적용 범위를 스스로 판단할 수 있습니다.