이 계산기로 무엇을 할 수 있나요
이등변삼각형은 길이가 같은 두 변(빗변 또는 다리, 길이 b)과 길이가 다른 한 변(밑변, 길이 a)으로 이루어집니다. 두 밑각의 크기는 서로 같고, 꼭짓점에서 밑변에 수직으로 내린 높이(수선)는 밑변과 꼭지각을 각각 정확히 이등분합니다. 이 계산기는 아는 두 값만 입력하면 밑변, 빗변, 높이, 밑각, 꼭지각, 둘레, 넓이까지 이등변삼각형의 모든 요소를 계산해 줍니다.
사용 방법
먼저 입력 조합 드롭다운에서 알고 있는 값의 조합을 고릅니다(예: "밑변과 높이" 또는 "빗변과 밑각"). 그런 다음 드롭다운 라벨에 표시된 순서대로 x1, x2 칸에 두 값을 입력하세요. 길이는 단위를 일관되게 유지하기만 하면 어떤 단위를 써도 무방하지만, 각도는 반드시 도(°) 단위로 입력해야 합니다. 계산 버튼을 누르면 삼각형의 모든 요소가 한꺼번에 표시됩니다.
공식 풀이
높이는 이등변삼각형을 합동인 두 개의 직각삼각형으로 나눕니다. 이때 두 직각변은 밑변의 절반인 \(a/2\)와 높이 \(h\)이고, 빗변은 \(b\)가 됩니다. 기본 삼각비를 이용하면 다음이 성립합니다.
$$h = \frac{a}{2}\tan\theta = b\sin\theta, \quad a = 2b\cos\theta$$밑각은 \(\theta = \operatorname{atan}(2h/a)\)로 구하고, 삼각형의 내각의 합은 180°이므로 꼭지각은 \(180° - 2\theta\)가 됩니다. 넓이는 다음으로 구하며,
$$S = \tfrac12\, a\, h = \tfrac12\, b^2 \sin(2\theta)$$둘레는 \(a + 2b\)입니다.
계산 예시
"밑변과 높이"를 선택하고 \(a = 6\), \(h = 4\)를 입력해 봅시다. 밑변의 절반은 3이므로 \(\theta = \operatorname{atan}(4/3) = 53.13°\)입니다. 빗변은 \(b = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{25} = 5\)이고, 꼭지각은 \(180 - 2\times 53.13 = 73.74°\), 넓이는 \(\tfrac12\times 6\times 4 = 12\), 둘레는 \(6 + 2\times 5 = 16\)이 됩니다. 이는 잘 알려진 3-4-5 직각삼각형을 두 개 붙인 형태로, 위 공식들이 정확함을 확인시켜 줍니다.
자주 묻는 질문
"유효한 삼각형이 없습니다"라고 나오는 이유는? 입력값이 삼각형 부등식을 위반했거나(예: 밑변이 빗변의 두 배 이상인 경우), 밑각이 0°~90° 범위를 벗어났거나, 길이나 넓이가 0 이하인 경우일 수 있습니다.
두 밑각은 항상 같은가요? 네, 이것이 바로 이등변삼각형의 정의입니다. 그래서 밑각 \(\theta\) 하나와 길이 하나만 있으면 도형 전체를 계산할 수 있습니다.
넓이와 빗변 모드에는 답이 두 개 있나요? 기하학적으로는 그렇습니다(예각형과 둔각형 두 경우). 이 계산기는 \(\operatorname{asin}\)을 이용해 예각인 기본 해를 반환합니다.