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과학

원의 각과 보조선을 이용한 삼각형 닮음

원의 각과 보조선을 이용한 삼각형 닮음과학
원주각
같은 호의 중심각 크기의 절반
반원의 각
지름에 대한 원주각은 직각
현의 중점
중심과 이으면 현에 수직
닮음 활용
대응각을 확인한 뒤 대응변의 비를 세움
대응하는 호, 지름의 원주각, 현의 중점 보조선으로 원의 각도와 선분 길이 문제를 푸는 방법을 설명한다.

대응하는 호부터 확인

원주각은 꼭짓점을 포함하지 않는 쪽의 호에 대응한다. 중심각과 원주각을 비교할 때에는 두 각이 같은 호를 보는지 먼저 확인한다. 예를 들어 작은 호 BC의 중심각이 56°이고 A가 반대쪽 원주에 있으면 ∠BAC는 28°다.

여러 원주각으로 호를 구하기

원 위에 A, B, C, D, E가 이 순서로 있을 때 ∠ABC=118°라면 B를 지나지 않는 호 AC는 236°다. 따라서 B를 지나는 호 ABC는 124°다. ∠CDE=127°라면 D를 지나지 않는 호 CBAE는 254°다. 여기서 호 CBA의 124°를 빼면 호 AE는 130°가 된다. 이에 대응하는 작은 중심각 ∠AOE도 130°다.

현의 중점을 이용한 보조선

같은 원의 중심 A와 현 DE의 중점 M을 이으면 AM은 DE에 수직이다. 한편 P가 선분 DE 위에 있고 AP가 AD에 수직이라면, 직각삼각형 APD와 DMA는 D의 각이 같아 닮음이다. 대응변을 맞추면 PD/AD=AD/DM이므로 PD×DM=AD²가 된다.

DE=7이고 AD²=18인 경우 DM=7/2이므로 PD=36/7이다. P가 E와 D 사이에 있으므로 EP=DE−PD=13/7이다. P가 현 위의 어떤 위치에 있는지 확인한 뒤 길이를 빼야 한다.

정사각형과 같은 길이의 보조 원

정사각형 ABCD에서 AE=AB인 점 E를 잡으면 AE=AB=AD다. 따라서 A를 중심으로 하고 AB를 반지름으로 하는 원 위에 E, B, D가 놓인다. 정사각형 대각선이 BD=6이면 AB²=AD²=18이므로 앞의 현 중점과 닮음 풀이에 연결할 수 있다.

지름의 원주각과 각의 이등분선

AB를 지름으로 하는 반원 위에 C와 D가 있으면 ∠ACB와 ∠ADB는 직각이다. AD가 ∠CAB의 이등분선이고 P가 AD와 BC의 교점이라면 ∠CAP=∠DAB다. 따라서 △ACP와 △ADB가 닮고 AP/AB=AC/AD가 성립한다.

AC=7, AD=20, AB=25라면 AP=35/4이고, P가 A와 D 사이에 있으므로 DP=20−35/4=45/4다. 따라서 DP−AP=5/2다.

계산에서 확인할 점

분수 q/p에서 분자·분모의 기호를 반대로 읽지 않는다. EP=13/7을 q/p로 놓았다면 q=13, p=7이다. 닮음의 대응 순서와 호의 방향을 확인하는 것이 그림의 눈대중이나 표시된 선택지를 따르는 것보다 중요하다.

관련 문서와 출처

원주각