신현동 중3수학과외







신현동 생활권에서 확인한 45도 삼각비의 기준
신현동과외 수업에서 신현동중3수학과외를 진행하던 중, 교과서의 두 그림을 나란히 놓고 같은 45도 삼각비가 왜 다른 식처럼 보이는지 살펴보았습니다. 신현동·대호빌리지와 신현베스트타운이 있는 생활권, 신현중학교가 포함된 지역에서 볼 수 있는 중3 문제도 결국 그림의 방향보다 기준각과 변의 역할을 먼저 읽는 것이 핵심입니다.
두 그림이 달라 보였던 순간
첫 번째 문제에는 직각삼각형 ABC가 있고, ∠B=45°, ∠C=90°, 빗변 AC=8cm로 표시되어 있었습니다. 변 AB의 길이를 구하는 문제였습니다. 학생은 그림을 보고 다음처럼 적었습니다.
“45°이므로 sin45°=AB/8, 따라서 AB=8×√2/2=4√2.”
이 식은 맞았습니다. 그런데 두 번째 그림에서는 삼각형의 방향이 뒤집혀 있고, ∠A=45°, ∠C=90°, 빗변 AB=10cm, ∠A의 맞은편 변 BC를 구하도록 제시되어 있었습니다. 학생은 그림의 모양이 앞 문제와 다르다는 이유로 “이번에는 빗변이 아닌 긴 변을 분모에 둬야 한다”며 sin45°=10/BC라고 썼습니다.
계산을 시작하기 전 이미 판단이 어긋난 지점은 따로 있었습니다. 두 번째 문제에서 학생은 45°라는 숫자만 보고 삼각비와 변을 골랐고, 기준각 A를 표시한 뒤 그 기준에서 맞은편 변과 빗변을 확인하지 않았습니다. 그림이 회전했다는 사실을 변의 역할이 바뀐 것으로 받아들인 것입니다.
식보다 먼저 표시한 두 가지
오류가 드러난 뒤 풀이 전체를 다시 바꾸지는 않았습니다. 틀어진 선택 하나만 고쳤습니다. 먼저 문제의 기준각 A에 작은 표시를 하고, 직각 표시가 있는 C를 확인했습니다. 그러면 A에서 맞은편 변은 BC, 빗변은 직각 C의 맞은편인 AB입니다.
따라서 기준각 A에 대한 관계는 다음처럼 정리됩니다.
sin45°=맞은편 변/빗변=BC/AB
이미 주어진 AB=10을 대입하면 sin45°=BC/10입니다. 45°의 삼각비를 √2/2로 바꾸어 BC/10=√2/2, BC=5√2로 계산했습니다. 처음에 했던 곱셈과 정리 방식은 그대로 두고, 분수에 들어갈 두 변만 기준각에 맞게 다시 선택한 셈입니다.
이때 “45°이면 항상 특정 위치의 변을 분모에 둔다”라고 외우지 않았습니다. 기준각을 먼저 표시하고, 그 각에서 맞은편에 있는 변과 직각의 맞은편인 빗변을 찾아 관계를 세웠습니다. 그림이 가로로 놓였는지 세로로 놓였는지는 식을 결정하지 않았습니다.
표현을 바꾼 연습 문제
다음에는 그림 대신 글과 간단한 표로 제시된 문제를 사용했습니다. 직각삼각형 PQR에서 ∠Q=90°, ∠P=45°이고, 다음 표처럼 한 변의 길이가 주어졌습니다.
- 직각의 맞은편 변 PR: 14cm
- 구할 변: ∠P의 맞은편 변 QR
이번에는 앞의 그림처럼 빗변이 왼쪽에 그려져 있지 않았고, 구할 변이 표의 아래쪽에 적혀 있었습니다. 학생은 먼저 P에 동그라미를 치고, Q가 직각임을 확인했습니다. 이어 PR이 빗변, QR이 P의 맞은편 변이라고 말한 뒤 sin45°=QR/14를 세웠습니다.
이 문제는 앞의 숫자를 10에서 14로만 바꾼 반복이 아닙니다. 삼각형의 방향 대신 표의 설명을 읽어야 했고, 구하는 변이 그림에 직접 강조되어 있지 않았습니다. 그래도 같은 45° 관계를 기준각에 맞게 선택한다는 판단은 유지됩니다. sin45°=√2/2이므로 QR/14=√2/2, QR=7√2입니다.
힌트 없이 남긴 검산 기록
며칠 뒤에는 풀이 순서를 알려 주지 않고, 다음 문제를 제시했습니다. 직각삼각형 XYZ에서 ∠Y=90°, ∠X=45°, X에서 보이는 맞은편 변 YZ의 길이를 구하시오. 빗변 XZ의 길이는 6√2cm입니다.
학생은 문제를 읽은 뒤 X에 표시하고 Y에는 직각 표시를 했습니다. “X의 맞은편은 YZ이고, 직각의 맞은편 XZ가 빗변이므로”라고 설명한 다음
sin45°=YZ/(6√2)
를 세웠습니다. √2/2=YZ/(6√2)이므로 양변에 6√2를 곱해 YZ=6을 얻었습니다.
마지막에는 계산 결과를 원래 관계에 대입했습니다. 6/(6√2)=1/√2=√2/2이므로 45°의 삼각비와 일치한다고 확인했습니다. 그림의 방향이나 숫자에 기대지 않고, 처음 보는 표현에서도 기준각을 표시한 뒤 두 변의 역할을 선택했는지가 이번 학습의 최종 기준이었습니다.