직각삼각형의 8가지 양(세 변, 두 각, 빗변에 대한 높이, 넓이, 둘레의 길이) 가운데 알고 있는 값 ‘정확히 2개’에만 입력해 주세요. 피타고라스 정리와 삼각비로 나머지를 모두 풀이 과정과 함께 한 번에 계산합니다.
이 페이지에서 할 수 있는 것
- 직각삼각형의 8가지 양(세 변 \(a\), \(b\), \(c\), 두 각 \(\alpha\), \(\beta\), 빗변에 대한 높이 \(h\), 넓이 \(S\), 둘레의 길이 \(L\)) 가운데 알고 있는 2개만 넣으면 나머지를 모두 바로 알 수 있습니다
- ‘빗변과 각도로 나머지 변 구하기’, ‘넓이와 한 변으로 다른 변 거꾸로 구하기’, ‘둘레의 길이로 세 변 구하기’ 등 어떤 조합이든 계산할 수 있습니다(두 각만 넣는 조합은 제외)
- 각도는 도(°)와 라디안을 함께 표시합니다. 풀이 과정이 나오므로 어떤 공식으로 풀었는지도 알 수 있습니다
- 피타고라스 정리와 삼각비(sin·cos·tan)의 쉬운 해설, Excel·Google 스프레드시트·Python용 복사해서 쓰는 수식도 이 페이지에 모아 두었습니다
이 계산은 어디에 쓰일까요?
지붕의 기울기는 ‘4치 물매’(수평 10에 대해 4만큼 올라감)처럼 나타냅니다. 이것이 바로 직각삼각형이고, 경사각은 \(\tan^{-1}(4 \div 10) \fallingdotseq 21.8^\circ\)입니다. 지붕재에 필요한 길이는 빗변이므로, 수평 폭이 4.55 m이면 \(\sqrt{4.55^2 + 1.82^2} \fallingdotseq 4.90\) m로 수평 폭보다 길어집니다(1.82 m는 4.55 m의 4/10인 높이).
목수가 곱자로 직각을 잡듯이, 건축 현장의 일은 예부터 직각삼각형의 계산과 떼려야 뗄 수 없습니다.
너무 높아서 직접 잴 수 없는 것은 떨어진 곳에서 올려다본 각도로 잴 수 있습니다. 나무에서 10 m 떨어진 곳에서 잰 올려본각이 40°이면, 눈높이보다 위쪽 부분은 \(10 \times \tan 40^\circ \fallingdotseq 8.4\) m입니다. 눈높이 1.5 m를 더하면 나무의 높이는 약 9.9 m임을 알 수 있습니다.
측량에서 쓰는 데오도라이트(각도를 정밀하게 재는 기계)를 이용한 측량이나 임업에서 서 있는 나무의 높이를 재는 일은 바로 이 ‘한 변과 한 각으로 나머지 변을 구하는’ 계산입니다.
사다리는 너무 세워도, 너무 눕혀도 위험합니다. 한국의 산업안전보건기준에 관한 규칙 제24조는 사다리식 통로의 기울기를 75도 이하로 하도록 정하고 있습니다. 길이 6 m인 사다리를 75°로 세우면 벽에서 떨어진 거리는 \(6 \times \cos 75^\circ \fallingdotseq 1.55\) m, 닿는 높이는 \(6 \times \sin 75^\circ \fallingdotseq 5.8\) m입니다.
‘이 길이의 사다리로 어느 높이까지 닿을까’, ‘아래쪽을 벽에서 얼마나 떨어뜨릴까’는 현장에서 날마다 쓰이는 삼각비의 계산입니다.
오르막길 표지판의 ‘10%’는 ‘수평으로 100 m 가면 10 m 올라간다’는 뜻으로, tan의 값 그 자체입니다. 각도로 바꾸면 \(\tan^{-1} 0.1 \fallingdotseq 5.7^\circ\)입니다. 숫자의 느낌보다 훨씬 완만하게 느껴질 수도 있지만, 자동차나 자전거에는 꽤 가파른 오르막입니다.
% 표시와 각도의 관계를 알면 지도 앱의 고도 차로 오르막의 가파른 정도를 어림하거나, 철도의 기울기(‰, 퍼밀)를 읽을 때도 응용할 수 있습니다.
한국의 장애인·노인·임산부 등의 편의증진 보장에 관한 법률 시행규칙은 경사로의 기울기를 1/12 이하(수평 12에 대해 높이 1)로 정하고 있습니다. 30 cm 높이의 턱을 1/12 기울기로 없애려면 수평 거리가 \(30 \times 12 = 360\) cm 필요하고, 경사판의 실제 길이는 빗변인 \(\sqrt{360^2 + 30^2} \fallingdotseq 361.2\) cm, 경사각은 약 4.8°입니다.
‘설치할 공간이 충분한가’, ‘시판되는 경사판의 길이로 충분한가’는 직각삼각형의 계산으로 그 자리에서 확인할 수 있습니다.
공식과 그림
용어·기호 해설
기호
| \(a\) | 에이 | 직각을 낀 두 변 가운데 하나로, 각 \(\alpha\)와 마주 보는 변입니다. |
| \(b\) | 비 | 직각을 낀 두 변 가운데 나머지 하나로, 각 \(\beta\)와 마주 보는 변입니다. |
| \(c\) | 시 | 빗변입니다. 직각의 맞은편에 있는, 직각삼각형에서 가장 긴 변입니다. |
| \(\alpha\) | 알파 | 변 \(a\)와 마주 보는 각입니다. 그리스 문자로, 각의 이름에 자주 쓰입니다. |
| \(\beta\) | 베타 | 변 \(b\)와 마주 보는 각입니다. \(\alpha + \beta = 90^\circ\)인 관계가 있습니다. |
| \(h\) | 에이치 | 빗변을 밑변으로 할 때의 높이입니다. 직각인 꼭짓점에서 빗변에 수직으로 내린 선분의 길이로, \(h = a \times b \div c\)로 구할 수 있습니다. |
| \(S\) | 에스 | 넓이입니다. \(S = a \times b \div 2\)로 구할 수 있습니다. |
| \(L\) | 엘 | 둘레의 길이(세 변의 합)입니다. \(L = a + b + c\)입니다. |
| \(\sin\alpha\) | 사인 알파 | 빗변에 대한 ‘마주 보는 변’의 비율입니다. \(\sin\alpha = a \div c\)입니다(예: \(\sin 30^\circ = 0.5\)). |
| \(\cos\alpha\) | 코사인 알파 | 빗변에 대한 ‘이웃한 변’의 비율입니다. \(\cos\alpha = b \div c\)입니다(예: \(\cos 60^\circ = 0.5\)). |
| \(\tan\alpha\) | 탄젠트 알파 | ‘이웃한 변’에 대한 ‘마주 보는 변’의 비율입니다. \(\tan\alpha = a \div b\)입니다(예: \(\tan 45^\circ = 1\)). |
| \(\tan^{-1}\) | 아크탄젠트(탄젠트 역함수) | 탄젠트의 값으로 각도를 거꾸로 구하는 계산입니다. 공학용 계산기에서는 tan⁻¹ 키입니다. ‘−1제곱’처럼 쓰지만 역수가 아니라 ‘거꾸로 하는 계산’이라는 뜻의 기호입니다. |
용어
| 직각삼각형 | 한 각이 정확히 90°(직각)인 삼각형입니다. 나머지 두 각은 반드시 예각(90°보다 작은 각)이고, 더하면 90°가 됩니다. |
| 빗변 | 직각의 맞은편에 있는 변입니다. 직각삼각형의 세 변 가운데 반드시 가장 깁니다. |
| 피타고라스 정리 | 직각삼각형의 세 변 사이에 성립하는 관계 \(a^2 + b^2 = c^2\)입니다. 중학교 2학년에서 배웁니다. 두 변을 알면 나머지 한 변을 계산할 수 있습니다. |
| 삼각비 | 직각삼각형의 변과 변의 비율(사인·코사인·탄젠트)을 말합니다. 각도가 정해지면 비율도 정해지므로 ‘각도와 한 변’으로 나머지 변을 계산할 수 있습니다. 중학교 3학년에서 배웁니다. |
| 라디안 | 각도를 나타내는 또 하나의 단위(호도법)입니다. 원의 반지름과 길이가 같은 호에 대한 중심각이 1라디안이고, \(180^\circ = \pi\)라디안입니다. 도는 ‘도 × π ÷ 180’으로 라디안으로 바꿀 수 있습니다. 고등학교 수학Ⅰ에서 배웁니다. |
| 피타고라스 수 | 세 변이 모두 정수인 직각삼각형의 세 수의 쌍입니다. (3, 4, 5), (5, 12, 13), (8, 15, 17) 등이 유명합니다. |
| 직각이등변삼각형 | 직각을 낀 두 변의 길이가 같은 직각삼각형입니다. 두 예각은 모두 45°이고, 세 변의 비는 \(1 : 1 : \sqrt{2}\)입니다. 삼각자 한 장이 이 모양입니다. |
먼저 알아 두면 좋은 내용
이 페이지의 계산을 ‘의미를 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.
| 삼각형의 넓이(초등학교 5학년, 10~11세) |
|
| 삼각형의 세 각의 크기의 합(초등학교 4학년, 9~10세) |
|
| 피타고라스 정리(중학교 2학년, 13~14세)와 제곱근(중학교 3학년, 14~15세) |
|
| 삼각비(중학교 3학년, 14~15세) |
|
Excel로 계산하는 방법
| 빗변 c | 10 |
| 각 α(도) | 30 |
| 변 a | =B1*SIN(RADIANS(B2)) |
| 변 b | =B1*COS(RADIANS(B2)) |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 각 α(도) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 각 β(도) | =90-B3 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 넓이 S | =B1*B2/2 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 빗변 c | 5 |
| 높이 h | =B1*B2/B3 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 빗변 c | 5 |
| 둘레의 길이 L | =B1+B2+B3 |
Excel의 SIN·COS 함수는 라디안 단위로 값을 받으므로, 도로 입력한 각도는 RADIANS 함수로 바꿉니다. 반대로 ATAN 함수의 결과는 라디안으로 나오므로 DEGREES 함수로 도로 고칩니다.
첫 번째 표에서는 변 a에 5, 변 b에 약 8.66, 두 번째 표에서는 각 α에 약 36.87, 각 β에 약 53.13이 표시됩니다. B열의 입력값을 내 수치로 바꾸기만 하면 쓸 수 있습니다.
Google 스프레드시트로 계산하는 방법
| 빗변 c | 10 |
| 각 α(도) | 30 |
| 변 a | =B1*SIN(RADIANS(B2)) |
| 변 b | =B1*COS(RADIANS(B2)) |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 각 α(도) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 각 β(도) | =90-B3 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 넓이 S | =B1*B2/2 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 빗변 c | 5 |
| 높이 h | =B1*B2/B3 |
| 변 a | 3 |
| 변 b | 4 |
| 빗변 c | 5 |
| 둘레의 길이 L | =B1+B2+B3 |
Python으로 계산하는 방법
import math
side_a = 3.0 # 직각을 낀 변 a
side_b = 4.0 # 직각을 낀 변 b
side_c = math.sqrt(side_a ** 2 + side_b ** 2) # 빗변(피타고라스 정리)
angle_alpha = math.degrees(math.atan(side_a / side_b)) # 각 α(도)
angle_beta = 90 - angle_alpha # 각 β(도)
height = side_a * side_b / side_c # 빗변을 밑변으로 할 때의 높이
area = side_a * side_b / 2 # 넓이
perimeter = side_a + side_b + side_c # 둘레의 길이
print(f"빗변 c: {side_c}")
print(f"각 α: {angle_alpha}도 = {math.radians(angle_alpha)}라디안")
print(f"각 β: {angle_beta}도 = {math.radians(angle_beta)}라디안")
print(f"높이 h: {height}")
print(f"넓이 S: {area}")
print(f"둘레의 길이 L: {perimeter}")
LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)
a = c·sin α, b = c·cos α
a = c \sin\alpha, \quad b = c \cos\alpha
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi><mo>=</mo><mi>c</mi><mo>⁢</mo><mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>α</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi><mo>=</mo><mi>c</mi><mo>⁢</mo><mi>cos</mi><mo>⁡</mo><mi>α</mi>
</mrow>
</math>
a = c sin(alpha), b = c cos(alpha)
a == c Sin[α] && b == c Cos[α]
a := c*sin(alpha); b := c*cos(alpha);
a = c*sind(alpha); b = c*cosd(alpha);
a = c sin α, b = c cos α
α = tan⁻¹(a ÷ b), β = 90° − α
\alpha = \tan^{-1}\frac{a}{b}, \quad \beta = 90^\circ - \alpha
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>α</mi><mo>=</mo>
<msup><mi>tan</mi><mrow><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>⁡</mo>
<mfrac><mi>a</mi><mi>b</mi></mfrac>
<mo>,</mo>
<mi>β</mi><mo>=</mo><mrow><mn>90</mn><mo>°</mo></mrow><mo>−</mo><mi>α</mi>
</mrow>
</math>
alpha = arctan(a/b), beta = 90 - alpha
α == ArcTan[a/b] && β == Pi/2 - α
alpha := arctan(a/b); beta := Pi/2 - alpha;
alpha = atand(a/b); beta = 90 - alpha;
α = tan^(-1)(a/b), β = 90° - α
S = a × b ÷ 2
S = \frac{1}{2}ab
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>a</mi><mo>⁢</mo><mi>b</mi></mrow><mn>2</mn></mfrac>
</mrow>
</math>
S = (a b)/2
a b / 2
S := a*b/2;
S = a*b/2;
S = ab/2
h = a × b ÷ c
h = \frac{ab}{c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>h</mi><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>a</mi><mo>⁢</mo><mi>b</mi></mrow><mi>c</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
h = (a b)/c
a b / c
h := a*b/c;
h = a*b/c;
h = ab/c
L = a + b + c
L = a + b + c
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>+</mo><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
L = a + b + c
a + b + c
L := a + b + c;
L = a + b + c;
L = a + b + c
ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법
당신은 수학 계산 도우미입니다. 다음 계산을 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답해 주세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요). 직각삼각형에서 직각을 낀 변 a가 3, 빗변 c가 5라는 것을 알고 있습니다. 다음 값을 각각 구해 주세요. 1. 나머지 변 b(피타고라스 정리) 2. 각 α와 각 β(도와 라디안 모두) 3. 빗변을 밑변으로 할 때의 높이 h 4. 넓이 S와 둘레의 길이 L 사용한 식과 실행 결과의 수치를 보여 주세요.
사용법
-
1숫자 입력계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
-
2계산‘계산’ 버튼을 누릅니다
-
3결과 확인계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
DataChef의 특징
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