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과학

피타고라스 정리

피타고라스 정리과학
영문명
Pythagorean theorem
적용 대상
유클리드 공간의 직각삼각형
기본 식
a² + b² = c²
c의 의미
직각 맞은편 빗변의 길이
피타고라스 정리는 유클리드 평면의 직각삼각형에서 빗변 길이의 제곱이 나머지 두 변 길이의 제곱의 합과 같다는 관계다. 직각 좌표에서 거리를 계산하는 식으로도 이어진다.

변의 이름부터 정하기

직각을 이루는 두 변의 길이를 a와 b, 그 맞은편 빗변의 길이를 c라고 두면 a² + b² = c²이다. c는 가장 긴 변이며 어떤 변을 c로 정해도 되는 것은 아니다.

직각을 이루는 두 변이 6과 8이라면 제곱의 합은 36 + 64 = 100이다. 따라서 빗변은 10이다. 계산에 사용한 길이는 같은 단위로 맞춰야 한다.

넓이로 이해하는 관계

각 변을 한 변으로 삼아 정사각형을 그리면 두 짧은 변 쪽 정사각형의 넓이를 합친 값이 빗변 쪽 정사각형의 넓이와 같다. 길이를 단순히 더하는 식이 아니라 제곱 넓이 사이의 관계라는 점이 중요하다.

직각인지 판별하기

삼각형의 가장 긴 변을 c로 잡았을 때 a² + b² = c²가 성립하면 그 삼각형은 직각삼각형이다. 이는 정리의 역이다. 길이의 측정 오차가 있는 실제 물체에서는 등식에 얼마나 가까운지도 함께 고려해야 한다.

좌표와 거리

서로 직교하는 두 축에서 두 점의 좌표 차이를 각각 구하면 두 차이가 직각삼각형의 짧은 변에 해당한다. 두 점 사이 거리는 좌표 차이의 제곱을 더한 뒤 제곱근을 취하여 구한다.

이 관계는 평평한 유클리드 공간을 전제로 한다. 지구 표면처럼 곡면을 따라 이동하는 거리를 큰 범위에서 계산할 때에는 곡률을 고려한 다른 관계가 필요하다.

관련 문서

함수 / 행렬 / 미적분학