사각뿔(밑면이 정사각형인 피라미드 모양)의 밑면의 한 변의 길이와 높이를 입력하세요. 겉넓이(밑넓이 + 옆넓이)와 계산 도중에 쓰는 빗높이·밑넓이·옆넓이도 보여 줍니다.
이 페이지에서 할 수 있는 것
- 밑면의 한 변의 길이와 높이만 넣으면 사각뿔(피라미드 모양)의 겉넓이(밑넓이 + 옆넓이)를 바로 알 수 있습니다
- 입력한 사각뿔의 모양을 3D 그림으로 보여 줍니다(마우스로 끌어서 빙글 돌릴 수 있습니다)
- 빗높이(옆면인 삼각형의 높이)·밑넓이·옆넓이와 계산 과정도 보여 주므로 답뿐 아니라 계산의 흐름도 확인할 수 있습니다
- 왜 피타고라스 정리가 나오는지, 높이와 빗높이는 어떻게 다른지에 대한 쉬운 해설과 Excel·Google 스프레드시트·Python용 복사해서 쓰는 수식도 이 페이지에 정리되어 있습니다
이 계산은 어디에 쓰일까요?
기자의 대피라미드(쿠푸왕의 피라미드)는 밑면의 한 변이 약 230 m, 지어졌을 당시의 높이가 약 147 m인 거의 정사각뿔입니다. 예전에는 겉이 하얀 석회암 ‘마감석’으로 덮여 있었습니다. 그 넓이(옆넓이)는 빗높이가 \(\sqrt{115^2 + 147^2} \fallingdotseq 187\,\mathrm{m}\)이므로 약 \(2 \times 230 \times 187 \fallingdotseq 86000\,\mathrm{m^2}\), 즉 축구장 약 12개 넓이입니다.
실제 겉면은 계단 모양으로 쌓은 돌이고 마감석도 지금은 거의 남아 있지 않으므로 어림값이지만, ‘옆넓이 공식’ 하나로 고대의 거대한 공사 규모를 수로 파악할 수 있습니다(밑면은 땅에 닿아 있으므로 건물에서는 옆넓이만 생각하는 것이 보통입니다).
가운데 기둥 하나로 세우는 원폴 텐트는 바닥이 정사각형이면 거의 사각뿔 모양입니다. 바닥 3 m × 3 m, 기둥의 높이 2 m라면 빗높이는 \(\sqrt{1.5^2 + 2^2} = 2.5\,\mathrm{m}\), 옆면 천의 넓이는 \(2 \times 3 \times 2.5 = 15\,\mathrm{m^2}\)이고, 바닥(그라운드 시트)까지 넣으면 \(15 + 9 = 24\,\mathrm{m^2}\)입니다.
천의 넓이를 알면 방수 스프레이가 몇 통 필요한지, 솔기 방수(심실링 테이프)를 얼마나 준비할지, 천의 무게는 어느 정도인지 같은 어림에 도움이 됩니다(실제 텐트는 아랫부분이 세워져 있는 것도 많으므로 어림값입니다).
정사각형 건물에 올리는 ‘모임지붕’(정자의 지붕처럼 네 면이 한 점에서 만나는 지붕)은 바로 사각뿔의 옆면 4개 모양입니다. 바닥 6 m × 6 m, 높이 2 m인 지붕이라면 빗높이는 \(\sqrt{3^2 + 2^2} \fallingdotseq 3.61\,\mathrm{m}\), 지붕의 넓이는 약 \(2 \times 6 \times 3.61 \fallingdotseq 43\,\mathrm{m^2}\)입니다.
지붕의 넓이는 기와나 금속판·방수 시트의 필요량, 재도장 견적 금액의 근거가 되는 수입니다(실제 지붕은 처마가 나온 만큼 더 커지므로 어디까지나 기준입니다). 지붕은 수평으로 잰 넓이보다 반드시 넓어지는데, 그것을 바르게 세는 것이 이 공식입니다.
정사각뿔의 겉넓이는 중학교 1학년 ‘입체도형의 겉넓이와 부피’에서 배우고, 빗높이가 얽힌 문제는 피타고라스 정리(중학교 2학년)와 함께 시험에 자주 나옵니다. 예를 들어 ‘밑면의 한 변이 6 cm, 높이가 4 cm인 정사각뿔의 겉넓이는?’이라면 빗높이 \(\sqrt{3^2 + 4^2} = 5\,\mathrm{cm}\)에서 \(36 + 6 \times 5 \div 2 \times 4 = 96\,\mathrm{cm^2}\)으로 구할 수 있습니다.
‘삼각형의 넓이에 빗높이가 아니라 사각뿔의 높이를 써 버리는 것’이 가장 많은 실수이므로, ‘옆면인 삼각형의 높이 = 빗높이’와 함께 기억해 두면 시험에서 확실히 점수를 얻을 수 있습니다.
공식과 그림
용어·기호 해설
기호
| \(S\) | 에스 | 넓이를 나타낼 때 자주 쓰는 기호입니다. 영어 surface(겉면)나 square(사각형)에서 왔으며, 이 페이지에서는 사각뿔의 겉넓이를 나타냅니다. |
| \(S_1\) | 에스 일 | 이 페이지에서 밑넓이(밑면인 정사각형의 넓이)를 나타내는 기호입니다. 오른쪽 아래의 작은 1은 ‘첫 번째 \(S\)’라는 뜻의 첨자이며, \(S_1 = a^2\)입니다. |
| \(S_2\) | 에스 이 | 이 페이지에서 옆넓이(옆면인 삼각형 4개의 넓이)를 나타내는 기호입니다. \(S_2 = 2al\)(한 변 × 빗높이 ÷ 2 × 4개)입니다. |
| \(a\) | 에이 | 밑면인 정사각형의 한 변의 길이입니다. 밑면의 가로와 세로는 길이가 같으므로 기호 하나로 나타낼 수 있습니다. |
| \(a^2\) | 에이의 제곱 | 같은 수 \(a\)를 2번 곱한 값(\(a \times a\))입니다. 오른쪽 위의 작은 2는 ‘2번 곱한다’는 뜻의 지수입니다. 이 페이지에서는 밑넓이(정사각형의 넓이)를 나타냅니다. |
| \(h\) | 에이치 | 사각뿔의 높이입니다. 영어 height(높이)의 첫 글자로, 밑면에서 꼭짓점까지 곧게(수직으로) 잰 길이이며 비스듬한 모서리나 빗높이와는 다릅니다. |
| \(l\) | 엘 | 이 페이지에서 빗높이(옆면인 삼각형의 높이)를 나타내는 기호입니다. 비스듬한 길이(slant length)에 자주 쓰는 문자로, \(l = \sqrt{\left(\dfrac{a}{2}\right)^2 + h^2}\)으로 구합니다. |
| \(\sqrt{\ }\) | 루트 근호 | 제곱근(제곱하면 루트 안의 수가 되는 수)을 나타내는 기호입니다. 예를 들어 \(\sqrt{25} = 5\)입니다(5를 제곱하면 25가 되기 때문입니다). 빗높이를 구하는 마지막 단계에서 씁니다. |
| \(\mathrm{cm^2}\) | 제곱센티미터 | 넓이의 단위입니다. 한 변이 1 cm인 정사각형의 넓이가 1 cm²입니다. 부피의 단위 cm³(세제곱센티미터)와 구별하세요. |
| \(\mathrm{m^2}\) | 제곱미터 | 넓이의 단위입니다. 한 변이 1 m인 정사각형의 넓이가 1 m²이며, \(1\,\mathrm{m^2} = 10000\,\mathrm{cm^2}\)입니다(길이의 환산 비율 100의 제곱). |
용어
| 사각뿔 | 밑면이 사각형이고, 거기서 한 꼭짓점을 향해 뾰족해지는 입체도형입니다. 이 페이지에서는 밑면이 정사각형인 것(피라미드 모양)을 다룹니다. |
| 정사각뿔 | 밑면이 정사각형이고, 꼭짓점이 밑면의 중심 바로 위에 있는 사각뿔입니다. 이집트의 피라미드가 이 모양입니다. 이 페이지의 겉넓이 공식은 정사각뿔을 전제로 합니다(꼭짓점이 벗어나면 삼각형 4개가 합동이 아니게 되어 겉넓이가 달라집니다). |
| 겉넓이 | 입체도형의 겉면 전체의 넓이입니다. 전개도의 넓이의 합과 같으며, 사각뿔에서는 ‘밑넓이 + 옆넓이’입니다. 안을 채우는 양을 나타내는 부피와는 다른 양이므로 주의하세요. |
| 밑넓이 | 입체도형의 바닥 면(밑면)의 넓이입니다. 사각뿔에서는 밑면인 정사각형의 넓이(한 변 × 한 변)입니다. |
| 옆넓이 | 입체도형의 옆면의 넓이의 합입니다. 사각뿔에서는 합동인 이등변삼각형 4개의 넓이이며, ‘한 변 × 빗높이 ÷ 2 × 4’로 구합니다. |
| 빗높이 | 옆면인 삼각형의 꼭짓점에서 밑변에 수직으로 그은 선분의 길이(옆면인 삼각형의 높이)입니다. 사각뿔의 높이와는 다르며, 피타고라스 정리 \(\left(\dfrac{a}{2}\right)^2 + h^2 = l^2\)으로 구합니다. |
| 전개도 | 입체도형을 모서리를 따라 잘라 평평하게 펼친 그림입니다. 사각뿔의 전개도는 ‘정사각형 1개와 이등변삼각형 4개’가 되며, 그 넓이의 합이 겉넓이입니다. |
| 피타고라스 정리 | 직각삼각형에서 ‘직각을 낀 두 변의 길이의 제곱의 합 = 빗변의 길이의 제곱’이 성립한다는 정리입니다. 이 페이지에서는 높이·한 변의 절반·빗높이가 만드는 직각삼각형에 적용해 빗높이를 구합니다. |
| 합동 | 모양도 크기도 완전히 같은 것을 말합니다. 정사각뿔의 옆면 4개는 합동인 이등변삼각형이므로 1개의 넓이를 4배하면 옆넓이가 됩니다. |
먼저 알아 두면 좋은 내용
이 페이지의 계산을 ‘뜻을 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.
| 곱셈과 나눗셈(초등학교 3~4학년, 8~10세) |
|
| 정사각형의 넓이(초등학교 5학년, 10~11세) |
|
| 삼각형의 넓이(초등학교 5학년, 10~11세) |
|
| 각뿔이라는 입체도형과 전개도(초등학교 6학년~중학교 1학년, 11~13세) |
|
| 피타고라스 정리(중학교 2학년, 13~14세)와 제곱근(중학교 3학년, 14~15세) |
|
Excel로 계산하는 방법
| 밑넓이 | 36 |
| 옆넓이 | 60 |
| 사각뿔의 겉넓이 | =B1+B2 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 밑넓이 | =B1^2 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 높이 | 4 |
| 빗높이 | =SQRT((B1/2)^2+B2^2) |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 빗높이 | 5 |
| 옆넓이 | =B1*B2/2*4 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 높이 | 4 |
| 사각뿔의 겉넓이 | =B1^2+2*B1*SQRT((B1/2)^2+B2^2) |
수식 안의 ‘B1’ ‘B2’는 ‘그 셀에 들어 있는 수를 쓴다’는 뜻이고, ‘*’는 곱셈, ‘/’는 나눗셈, ‘^’는 거듭제곱(몇 번 곱하는지) 기호, ‘SQRT’는 제곱근(루트)을 구하는 함수입니다.
예를 들어 첫 번째 표라면 B3에 36 + 60 = 96이 표시됩니다(cm로 입력했으므로 cm²). 세 번째 표는 B3에 5, 네 번째 표는 B3에 60, 다섯 번째 표는 B3에 96이 나옵니다. 입력 칸의 수를 자신의 길이로 바꾸기만 하면 됩니다.
Google 스프레드시트로 계산하는 방법
| 밑넓이 | 36 |
| 옆넓이 | 60 |
| 사각뿔의 겉넓이 | =B1+B2 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 밑넓이 | =B1^2 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 높이 | 4 |
| 빗높이 | =SQRT((B1/2)^2+B2^2) |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 빗높이 | 5 |
| 옆넓이 | =B1*B2/2*4 |
| 밑면의 한 변의 길이 | 6 |
| 높이 | 4 |
| 사각뿔의 겉넓이 | =B1^2+2*B1*SQRT((B1/2)^2+B2^2) |
Python으로 계산하는 방법
import math
a = 6 # 밑면의 한 변의 길이(이 예에서는 cm)
h = 4 # 높이(밑면에서 꼭짓점까지의 수직 길이. a와 같은 단위로)
base_area = a ** 2 # 밑넓이(정사각형의 넓이)
slant_height = math.sqrt((a / 2) ** 2 + h ** 2) # 빗높이(피타고라스 정리)
lateral_area = a * slant_height / 2 * 4 # 옆넓이(삼각형 1개 × 4개)
total_area = base_area + lateral_area # 사각뿔의 겉넓이
print(f"밑넓이: {base_area} cm2")
print(f"빗높이: {slant_height} cm")
print(f"옆넓이: {lateral_area} cm2")
print(f"사각뿔의 겉넓이: {total_area} cm2")
LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)
S = S₁ + S₂
S = S_{1} + S_{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
</mrow>
</math>
S = S_1 + S_2
s1 + s2
S := S1 + S2;
S = S1 + S2;
S = S_1 + S_2
S₁ = a²
S_{1} = a^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>=</mo>
<msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
S_1 = a^2
a^2
S1 := a^2;
S1 = a^2;
S_1 = a^2
l = √((a/2)² + h²)
l = \sqrt{\left(\frac{a}{2}\right)^{2} + h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>l</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><mfrac><mi>a</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
</math>
l = sqrt((a/2)^2 + h^2)
Sqrt[(a/2)^2 + h^2]
l := sqrt((a/2)^2 + h^2);
l = sqrt((a/2)^2 + h^2);
l = √((a/2)^2 + h^2)
S₂ = 2al
S_{2} = 2al
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mi>a</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</math>
S_2 = 2 a l
2*a*l
S2 := 2*a*l;
S2 = 2*a*l;
S_2 = 2al
S = a² + 2a√((a/2)² + h²)
S = a^{2} + 2a\sqrt{\left(\frac{a}{2}\right)^{2} + h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>a</mi>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><mfrac><mi>a</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
</math>
S = a^2 + 2 a sqrt((a/2)^2 + h^2)
a^2 + 2*a*Sqrt[(a/2)^2 + h^2]
S := a^2 + 2*a*sqrt((a/2)^2 + h^2);
S = a^2 + 2*a*sqrt((a/2)^2 + h^2);
S = a^2 + 2a√((a/2)^2 + h^2)
ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법
당신은 산수·수학 계산 도우미입니다. 다음 계산을 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답하세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요). 밑면이 한 변 6 cm인 정사각형이고 높이가 4 cm인 정사각뿔이 있습니다. 다음 값을 각각 구하세요. 1. 이 사각뿔의 밑넓이는 몇 cm²인가 2. 이 사각뿔의 빗높이(옆면인 삼각형의 높이)는 몇 cm인가(빗높이 = √((한 변의 절반)² + 높이²)) 3. 이 사각뿔의 옆넓이는 몇 cm²인가(옆넓이 = 한 변 × 빗높이 ÷ 2 × 4) 4. 이 사각뿔의 겉넓이는 몇 cm²인가(겉넓이 = 밑넓이 + 옆넓이) 계산에 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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