๋ง๋ฆ๋ชจ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
๋ง๋ฆ๋ชจ๋ ๋ค ๋ณ์ ๊ธธ์ด๊ฐ ๋ชจ๋ ๊ฐ์(a) ์ฌ๊ฐํ์ ๋๋ค. ๋ง์ฃผ ๋ณด๋ ๊ฐ์ ์๋ก ๊ฐ๊ณ (A = C, B = D), ์ด์ํ ๊ฐ์ ํฉ์ด 180ยฐ๊ฐ ๋๋ฉฐ(A + B = 180ยฐ), ๋ ๋๊ฐ์ p์ q๋ ์๋ก๋ฅผ ์ง๊ฐ์ผ๋ก ์ด๋ฑ๋ถํฉ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์๋ ๋ ๊ฐ์ง ์์ฑ๋ง ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๋๋จธ์ง ๊ฐ์ ๋ชจ๋ ๊ณ์ฐํด ์ค๋๋ค โ ๊ฐ ๊ผญ์ง์ ์ ๊ฐ๋, ๋ ๋๊ฐ์ , ๋์ด, ๋๋ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋์ด๊น์ง ํ ๋ฒ์ ๊ตฌํ ์ ์์ต๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
"๊ณ์ฐ ํญ๋ชฉ ์ ํ" ๋ฉ๋ด์์ ์์ ์ด ์๊ณ ์๋ ๋ ๊ฐ์ ๋ง๋ ํญ๋ชฉ์ ๊ณ ๋ฅด์ธ์ โ ์๋ฅผ ๋ค์ด "a, h๊ฐ ์ฃผ์ด์ง ๊ฒฝ์ฐ" ๋๋ "p, q๊ฐ ์ฃผ์ด์ง ๊ฒฝ์ฐ" ๋ฑ์ด ์์ต๋๋ค. ํด๋น ๊ฐ์ ์ ๋ ฅํ๊ณ ํ์ ๋จ์(์ซ์๋ฅผ ๋ณํํ์ง ์๊ณ ๋จ์ ํ๊ธฐ๋ง ๋ถ๋ ๋ผ๋ฒจ์ ๋๋ค)์ ์ ํจ์ซ์ ์๋ฆฌ์๋ฅผ ์ ํํ๋ฉด ์ ์ฒด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ๋์ ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ฐ๋๋ ๋(degree) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ๊ณ ํ์๋ฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์ ๋ฆฌ
๊ณ์ฐ ์์ง์ ๋ค ๊ฐ์ง ๋์ด ๊ณต์๊ณผ ๋๊ฐ์ ๊ด๊ณ์์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํฉ๋๋ค. ๋์ด๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ํ๋ผ ์ ์์ต๋๋ค.
$$K = a^2 \sin A = \frac{p \cdot q}{2} = a \cdot h$$๋์ด๋ \(h = a \cdot \sin A\) ๋ฅผ ๋ง์กฑํฉ๋๋ค. ๋๊ฐ์ ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ตฌํด์ง๋๋ค.
$$p = 2a\cos\tfrac{A}{2}, \quad q = 2a\sin\tfrac{A}{2}$$์ด ๋์ ํฉ์น๋ฉด ํํ์ฌ๋ณํ ๋ฒ์น \(p^2 + q^2 = 4a^2\) ๊ฐ ์ฑ๋ฆฝํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณ์ ๊ธธ์ด๋ \(a = \tfrac{1}{2}\sqrt{p^2 + q^2}\) ๋ก ์ญ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค. ๋๋ ๋ ๊ฐ๋จํ \(P = 4a\) ์ ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
\(a = 5\), \(h = 4\) ๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด \(\sin A = h/a = 0.8\) ์ด๋ฏ๋ก \(A = \arcsin(0.8) = 53.1301ยฐ\), \(B = 180 - 53.1301 = 126.870ยฐ\) ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋๊ฐ์ ์ \(p = 2 \cdot 5 \cdot \cos(26.5651ยฐ) = 8.94427\), \(q = 2 \cdot 5 \cdot \sin(26.5651ยฐ) = 4.47214\) ์ ๋๋ค. ๋๋ ๋ \(P = 4 \cdot 5 = 20\), ๋์ด๋ \(K = a \cdot h = 20\) (์ด๋ \(p \cdot q / 2 = 20\) ๊ณผ๋ ์ผ์นํฉ๋๋ค). ์ธ ๊ฐ์ง ๋์ด ๊ณต์ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ ์ค๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ ๊ฐ๋๋ ์๊ฐ์ผ๋ก ํ์๋๋์? ๋ณ๊ณผ ๋์ด(๋๋ ๋์ด)๋ง ์ฃผ์ด์ง๋ฉด ๋ง๋ฆ๋ชจ์ ๋ชจ์์ ์๊ฐ๊ณผ ๊ทธ ๋ณด๊ฐ ์ฌ์ด์์ ๋ชจํธํด์ง๋๋ค. ๋ณธ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ A๋ฅผ ์๊ฐ ๊ฐ์ผ๋ก, B = 180ยฐ โ A๋ฅผ ๊ทธ ๋ณด๊ฐ์ผ๋ก ํ์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ ์์ ํ ์ผ๊ด๋ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋๋ค.
๋จ์ ๋ฉ๋ด๊ฐ ๊ฐ์ ๋ณํํ๋์? ์๋๋๋ค. ๋ชจ๋ ๊ธธ์ด๋ ํ๋์ ๋จ์๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฏ๋ก ๋ฉ๋ด๋ ๋จ์ ๋ผ๋ฒจ๋ง ๋ง๋ถ์ ๋๋ค. ๋์ด๋ ํด๋น ๋จ์์ ์ ๊ณฑ์ผ๋ก ํ์๋ฉ๋๋ค.
๋ง๋ฆ๋ชจ๊ฐ ์กด์ฌํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐ๋? ๋์ด๊ฐ ๋ณ๋ณด๋ค ํฌ๊ฑฐ๋ ๋๊ฐ์ ์ด 2a์ ๋๋ฌํ๋ฉด ๊ทธ ๋ํ์ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๊ฑฐ๋ ํดํํ ํํ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ผ๊ฐํจ์์ ์ ๋ ฅ๊ฐ์ ์ ํ(clamp)ํ์ฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ํญ์ ์ ํจํ๋๋ก ์ ์งํฉ๋๋ค.