계산하고 싶은 내용을 고르고 수를 입력해 주세요. 닮음비 m : n은 ‘도형 ① : 도형 ②’의 순서입니다.
목차
이 페이지에서 할 수 있는 것
- 닮음비 \(m : n\)만 넣으면 넓이의 비 \(m^2 : n^2\), 부피의 비 \(m^3 : n^3\)을 바로 계산할 수 있습니다. 1.5 : 2 같은 소수·분수의 비도 3 : 4 같은 가장 간단한 자연수의 비로 고쳐서 표시합니다
- 닮음비와 한쪽 도형의 길이·넓이·부피로 다른 쪽 도형의 값을 환산할 수 있습니다. 답은 \(\dfrac{21}{2}\) 같은 기약분수(정확한 값)와 소수로 함께 표시합니다
- 1/25000 같은 지도의 축척도 계산합니다. 지도 위의 길이 → 실제 거리, 실제 거리 → 지도 위의 길이를 cm·m·km 단위 환산까지 포함해 계산할 수 있습니다
- ‘닮음비를 제곱하면 넓이의 비, 세제곱하면 부피의 비가 되는’ 까닭을 공식과 그림으로 알기 쉽게 설명합니다
- 닮음비·환산의 계산 결과에는 닮은 두 도형의 그림이, 축척의 계산 결과에는 환산의 원리를 나타낸 그림이 표시되어 비의 관계를 눈으로 확인할 수 있습니다
이 계산은 어디에 쓰일까요?
등산에서 자주 쓰는 축척 1/25000의 지형도에서는 지도 위의 4 cm가 실제 1 km(4 × 25000 = 100000 cm)에 해당합니다. 경로의 길이를 지도 위에서 재고 축척의 분모를 곱하면 걸을 거리를 어림할 수 있습니다.
재난에 대비해 집에서 대피소까지의 거리를 지도로 어림할 때도 같은 축척의 계산을 씁니다.
1/144 프라모델, 1/150 철도 모형(N 게이지), 1/100 건축 모형 등의 ‘1/○○’는 축척 그 자체입니다. 실물의 전체 길이가 15 m인 차량을 1/150 모형으로 만들면 15 m ÷ 150 = 10 cm입니다. 모형 설계는 ‘실물과 닮은 축도와 축소한 입체를 만드는’ 계산의 연속입니다.
1호 케이크 틀(지름 15 cm)의 레시피로 2호 틀(지름 18 cm)에 만들 때, 틀의 지름의 비는 15 : 18 = 5 : 6입니다. 깊이도 같은 비율로 깊어지는 닮은 틀이라면 재료는 부피의 비 \(5^3 : 6^3 = 125 : 216\)(약 1.7배)로 늘립니다. 깊이가 같은 틀이라면 늘어나는 것은 바닥 넓이만큼이므로 넓이의 비 \(5^2 : 6^2 = 25 : 36\)(1.44배)으로 어림합니다.
‘길이가 조금 바뀌면 양은 제곱·세제곱으로 크게 바뀐다’는 것을 알면 요리의 실패를 줄일 수 있습니다.
A4 두 장을 합하면 정확히 A3가 되듯이, 복사 용지의 규격은 ‘한 단계 위의 크기 = 넓이가 2배’로 만들어져 있습니다. 넓이의 비가 \(1 : 2\)이므로 길이의 비(닮음비)는 그 제곱근인 \(1 : \sqrt{2}\)입니다. 복사기의 ‘141%’ 버튼은 \(\sqrt{2} \fallingdotseq 1.41\), 즉 A4 → A3 확대에 해당합니다.
포스터를 확대 인쇄할 때 ‘길이를 2배로 했더니 잉크와 종이 값이 4배가 되었다’는 것도 넓이의 비 이야기입니다.
몸의 모양이 거의 닮은 채로 길이가 2배가 되면, 몸을 받치는 뼈의 단면의 넓이(강도의 바탕)는 \(2^2 = 4\)배밖에 되지 않는데 몸무게(부피)는 \(2^3 = 8\)배가 됩니다. 큰 동물일수록 다리가 굵고 튼튼한 것은 이 ‘제곱-세제곱 법칙’ 때문입니다.
건축이나 기계 설계에서 ‘모형에서는 잘됐는데 실물 크기에서는 부서지는’ 일이 생기는 것도 넓이와 부피가 늘어나는 방식의 차이가 이유 가운데 하나입니다.
공식과 그림
용어·기호 해설
기호
| \(m,\ n\) | 엠, 엔 | 닮음비를 나타내는 두 수입니다. 이 페이지에서는 \(m\)이 도형 ① 쪽, \(n\)이 도형 ② 쪽입니다. 자연수의 비로 나타내는 것이 기본이지만, 1.5 : 2 같은 비도 가장 간단한 자연수의 비(이 예에서는 3 : 4)로 고칠 수 있습니다. |
| \(:\) | 대 | 비를 나타내는 기호입니다. \(2 : 3\)은 ‘2 대 3’이라고 읽고, ‘두 양의 비율이 2와 3의 관계에 있다’는 것을 나타냅니다. |
| \(a,\ b\) | 에이, 비 | 대응변의 길이입니다. 도형 ①의 변이 \(a\), 도형 ②의 대응변이 \(b\)입니다. 정해진 길이를 나타낼 때는 알파벳의 앞쪽 문자를 쓰는 관례가 있습니다. |
| \(S_1,\ S_2\) | 에스 일, 에스 이 | 도형 ①, 도형 ②의 넓이입니다. \(S\)는 넓이를 나타낼 때 자주 쓰는 문자로, Square(정사각형·제곱)나 Surface(면)의 첫 글자에서 왔다고 합니다. 오른쪽 아래의 작은 숫자(첨자)는 ‘어느 도형인지’를 구별합니다. |
| \(V_1,\ V_2\) | 브이 일, 브이 이 | 입체 ①, 입체 ②의 부피입니다. \(V\)는 Volume(부피)의 첫 글자입니다. |
| \(m^2\) | 엠 제곱 | \(m\)을 두 번 곱한 수(\(m^2 = m \times m\))로, ‘제곱’이라고 합니다. 넓이의 비는 닮음비의 제곱입니다. |
| \(m^3\) | 엠 세제곱 | \(m\)을 세 번 곱한 수(\(m^3 = m \times m \times m\))로, ‘세제곱’이라고 합니다. 부피의 비는 닮음비의 세제곱입니다. |
| \(\ell\) | 엘 | 지도 위의 길이입니다. length(길이)의 첫 글자 l을 필기체로 쓴 문자로, 숫자 1이나 대문자 I와 구별하기 쉽게 하려고 씁니다. |
| \(L\) | 엘(대문자) | 실제 거리입니다. 지도 위의 길이 \(\ell\)과 구별하려고 대문자로 썼습니다. |
| \(d\) | 디 | 축척의 분모입니다. 축척이 \(\dfrac{1}{25000}\)이면 \(d = 25000\)입니다. denominator(분모)의 첫 글자에서 왔습니다. |
용어
| 닮음 | 모양이 같고 크기가 다른 두 도형의 관계입니다. 한쪽을 확대하거나 축소하면 다른 쪽에 꼭 겹쳐집니다. 기호로는 \(\triangle ABC \backsim \triangle DEF\)처럼 씁니다. |
| 닮음비 | 닮은 두 도형의 대응변의 길이의 비입니다. 어느 대응변끼리 비교해도 같은 비가 됩니다. |
| 대응변 | 닮은(또는 합동인) 두 도형에서 같은 위치에 있는 변끼리를 말합니다. 닮은 도형에서는 대응변의 길이의 비가 모두 같습니다. |
| 넓이의 비 | 두 도형의 넓이의 비입니다. 닮은 도형에서는 닮음비 \(m : n\)을 제곱한 \(m^2 : n^2\)이 됩니다. |
| 부피의 비 | 두 입체도형의 부피의 비입니다. 닮은 입체도형에서는 닮음비 \(m : n\)을 세제곱한 \(m^3 : n^3\)이 됩니다. |
| 겉넓이 | 입체도형의 겉면 전체의 넓이입니다. 넓이에 속하므로 닮은 입체도형의 겉넓이의 비는 넓이의 비와 같은 \(m^2 : n^2\)입니다. |
| 축척 | 실물을 얼마나 줄여서 지도나 도면으로 만들었는지 나타내는 비율입니다. \(\dfrac{1}{25000}\) 같은 분수나 ‘1 : 25000’ 같은 비로 나타냅니다. 축척이 \(\dfrac{1}{25000}\)인 지도는 실물과의 닮음비가 \(1 : 25000\)인 축도입니다. |
| 축도 | 모양을 바꾸지 않고 작게 줄인 그림입니다. 초등학교에서 배우는 내용으로, 중학교 2학년의 ‘닮음’은 이것을 수학의 말로 다시 정리한 것입니다. |
| 확대도 | 모양을 바꾸지 않고 크게 늘린 그림입니다. 초등학교에서 배우는 내용으로, 중학교 2학년의 ‘닮음’은 이것을 수학의 말로 다시 정리한 것입니다. |
| 가장 간단한 자연수의 비 | 비를 될 수 있는 대로 작은 자연수의 비로 고친 것입니다. 비의 양쪽을 최대공약수로 나눕니다(예: \(12 : 18 = 2 : 3\)). 소수나 분수의 비는 먼저 양쪽에 같은 수를 곱해 자연수로 만든 다음 간단히 합니다(예: \(1.5 : 2 = 3 : 4\)). |
| 최대공약수 | 두 개 이상의 정수에 공통인 약수(나누어떨어지게 하는 수) 가운데 가장 큰 수입니다. 비를 가장 간단한 자연수의 비로 나타낼 때 비의 양쪽을 이 수로 나눕니다. |
| 거듭제곱 | 같은 수를 거듭 곱한 것입니다. \(2^3 = 2 \times 2 \times 2 = 8\)처럼 오른쪽 위의 작은 수(지수)가 곱하는 횟수를 나타냅니다. |
먼저 알아 두면 좋은 내용
이 페이지의 계산을 ‘의미를 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.
막히면 이 표의 내용으로 돌아가 복습하는 것이 지름길입니다.
| 비와 비율(초등학교 6학년, 11~12세) |
|
| 확대도와 축도(초등학교 5~6학년, 10~12세) |
|
| 거듭제곱(중학교 1학년, 12~13세) |
|
| 분수의 곱셈과 나눗셈(초등학교 5~6학년, 10~12세) |
|
| 길이의 단위 환산(초등학교 2~3학년, 7~9세) |
|
| 닮은 도형(중학교 2학년, 13~14세) |
|
Excel로 계산하는 방법
| 닮음비의 m(도형 ① 쪽) | 2 |
| 닮음비의 n(도형 ② 쪽) | 3 |
| 넓이의 비의 도형 ① 쪽 m² | =B1^2 |
| 넓이의 비의 도형 ② 쪽 n² | =B2^2 |
| 부피의 비의 도형 ① 쪽 m³ | =B1^3 |
| 부피의 비의 도형 ② 쪽 n³ | =B2^3 |
| 닮음비의 m(도형 ① 쪽) | 3 |
| 닮음비의 n(도형 ② 쪽) | 5 |
| 도형 ①의 넓이 | 18 |
| 도형 ②의 넓이(×(n/m)²) | =B3*(B2/B1)^2 |
| 축척의 분모(1/25000의 25000) | 25000 |
| 지도 위의 길이(cm) | 4 |
| 실제 거리(cm) | =B1*B2 |
| 실제 거리(m) | =B3/100 |
| 실제 거리(km) | =B3/100000 |
| 축척의 분모(1/50000의 50000) | 50000 |
| 실제 거리(km) | 3 |
| 실제 거리(cm) | =B2*100000 |
| 지도 위의 길이(cm) | =B3/B1 |
첫 번째 표는 닮음비 2 : 3의 예로, 넓이의 비의 4와 9, 부피의 비의 8과 27이 구해집니다. 닮음비는 자연수의 비로 넣어 주세요(1.5 : 2 같은 비는 양쪽을 2배 한 3 : 4처럼 먼저 자연수의 비로 고친 다음 넣으면 결과를 읽기 쉽습니다).
두 번째 표는 닮음비 3 : 5에서 도형 ①의 넓이가 18일 때의 예로, 도형 ②의 넓이는 50이 됩니다. 길이를 환산하려면 ‘^2’를 지우고, 부피라면 ‘^3’으로 바꿔 주세요.
세 번째 표는 축척 1/25000인 지도 위의 4 cm의 예로, 실제 거리는 100000 cm = 1000 m = 1 km입니다.
네 번째 표는 실제 거리 3 km를 축척 1/50000인 지도로 고치는 예로, 지도 위의 길이는 6 cm입니다.
Google 스프레드시트로 계산하는 방법
| 닮음비의 m(도형 ① 쪽) | 2 |
| 닮음비의 n(도형 ② 쪽) | 3 |
| 넓이의 비의 도형 ① 쪽 m² | =B1^2 |
| 넓이의 비의 도형 ② 쪽 n² | =B2^2 |
| 부피의 비의 도형 ① 쪽 m³ | =B1^3 |
| 부피의 비의 도형 ② 쪽 n³ | =B2^3 |
| 닮음비의 m(도형 ① 쪽) | 3 |
| 닮음비의 n(도형 ② 쪽) | 5 |
| 도형 ①의 넓이 | 18 |
| 도형 ②의 넓이(×(n/m)²) | =B3*(B2/B1)^2 |
| 축척의 분모(1/25000의 25000) | 25000 |
| 지도 위의 길이(cm) | 4 |
| 실제 거리(cm) | =B1*B2 |
| 실제 거리(m) | =B3/100 |
| 실제 거리(km) | =B3/100000 |
| 축척의 분모(1/50000의 50000) | 50000 |
| 실제 거리(km) | 3 |
| 실제 거리(cm) | =B2*100000 |
| 지도 위의 길이(cm) | =B3/B1 |
Python으로 계산하는 방법
from fractions import Fraction
# 닮음비 m : n(도형 ① : 도형 ②). 1.5 같은 소수도 그대로 쓸 수 있음
ratio_m = Fraction('1.5')
ratio_n = Fraction('2')
# 가장 간단한 자연수의 비로 고치기(m ÷ n을 약분하면 분자 : 분모가 자연수의 비가 됨)
reduced = ratio_m / ratio_n
int_m, int_n = reduced.numerator, reduced.denominator
print(f"닮음비: {int_m} : {int_n}")
print(f"넓이의 비: {int_m ** 2} : {int_n ** 2}")
print(f"부피의 비: {int_m ** 3} : {int_n ** 3}")
# 닮음비와 도형 ①의 넓이로 도형 ②의 넓이를 구하기(넓이는 닮음비의 제곱으로 환산)
area_of_first = Fraction(18)
area_of_second = area_of_first * (ratio_n / ratio_m) ** 2
print(f"도형 ②의 넓이: {area_of_second} = {float(area_of_second)}")
LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)
b = a × n/m
b = a \times \dfrac{n}{m}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mo>×</mo>
<mfrac><mi>n</mi><mi>m</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
b = a xx n/m
b = a*(n/m)
b := a*n/m;
b = a*n/m;
b = a(n/m)
S₁ : S₂ = m² : n²
S_{1} : S_{2} = m^{2} : n^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>:</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>=</mo>
<msup><mi>m</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>:</mo>
<msup><mi>n</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
S_1 : S_2 = m^2 : n^2
S1/S2 == m^2/n^2
S1/S2 = m^2/n^2;
S1/S2 == m^2/n^2
S_1 : S_2 = m^2 : n^2
V₁ : V₂ = m³ : n³
V_{1} : V_{2} = m^{3} : n^{3}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>V</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>:</mo>
<msub><mi>V</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>=</mo>
<msup><mi>m</mi><mn>3</mn></msup>
<mo>:</mo>
<msup><mi>n</mi><mn>3</mn></msup>
</mrow>
</math>
V_1 : V_2 = m^3 : n^3
V1/V2 == m^3/n^3
V1/V2 = m^3/n^3;
V1/V2 == m^3/n^3
V_1 : V_2 = m^3 : n^3
L = ℓ × d
L = \ell \times d
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<mi>ℓ</mi>
<mo>×</mo>
<mi>d</mi>
</mrow>
</math>
L = l xx d
L = l*d
L := l*d;
L = l*d;
L = ℓ × d
ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법
당신은 수학(중학교의 닮음) 계산 도우미입니다. 다음 계산을 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답해 주세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요). 닮음비가 1.5 : 2인 닮은 도형에 대해 다음 내용을 각각 보여 주세요. 1. 가장 간단한 자연수의 비로 고친 닮음비 2. 넓이의 비(닮음비의 제곱)와 부피의 비(닮음비의 세제곱). 둘 다 자연수의 비로 3. 도형 ①의 넓이가 18 cm²일 때 도형 ②의 넓이 또한 축척이 1/25000인 지도에서 지도 위의 길이가 4 cm일 때 실제 거리가 몇 km인지도 구해 주세요. Python에서는 표준 라이브러리의 fractions 모듈을 써서 정확하게 계산하고, 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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