์ด ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ก ํ ์ ์๋ ์ผ
์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด์ ํ ์์ ๋ณ๋ง ์๋ก ํํํ ์ฌ๊ฐํ์ ๋๋ค(์๊ตญ ์์ด๋ก๋ trapezium์ด๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆ ๋๋ค). ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด์ ๋น ์ง ๋ณ์ ๊ธธ์ด, ๋ด๊ฐ, ์์ง ๋์ด, ๋๋ , ์ค์ ์ (์ค์์ ), ๋์ด๋ฅผ ํ ๋ฒ์ ๊ตฌํด ์ค๋๋ค. ๋ํ ์ธ ๊ฐ์ง ์ ํ์ ๋ชจ๋ ๋ค๋ฃน๋๋ค. ๋ถ๋ฑ๋ณ(ํน๋ณํ ๋์นญ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ), ์ด๋ฑ๋ณ(๋ ๋ค๋ฆฌ์ ๊ธธ์ด์ ๋ฐ๊ฐ์ด ๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ), ์ง๊ฐ(ํ ๋ค๋ฆฌ๊ฐ ๋ฐ๋ณ์ ์์ง์ธ ๊ฒฝ์ฐ) ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด์ ๋๋ค.
๊ธฐํธ ํ๊ธฐ ๊ท์น
๋ณ a๋ ์์ชฝ(์งง์) ํํ ๋ฐ๋ณ, ๋ณ b๋ ์๋์ชฝ(๊ธด) ํํ ๋ฐ๋ณ์ ๋๋ค. ๋ณ c๋ ์ผ์ชฝ ๋ค๋ฆฌ, ๋ณ d๋ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ค๋ฆฌ์ ๋๋ค. ๋์ด h๋ ๋ ํํํ ๋ณ ์ฌ์ด์ ์์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋๋ค. ๊ฐ๋๋ A(์ผ์ชฝ ์๋), B(์ผ์ชฝ ์), C(์ค๋ฅธ์ชฝ ์), D(์ค๋ฅธ์ชฝ ์๋)๋ก ํ์ํฉ๋๋ค. ๊ฐ์ ๋ค๋ฆฌ ์์ ์ด์ํ ๋ ๊ฐ์ ๋ณด๊ฐ ๊ด๊ณ์ด๋ฏ๋ก \(A + B = 180\)๋, \(C + D = 180\)๋๊ฐ ์ฑ๋ฆฝํฉ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋จผ์ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด ์ ํ์ ๊ณ ๋ฅธ ๋ค์, ์ด๋ฏธ ์๊ณ ์๋ ๊ฐ์ ๋ง๋ ๊ณ์ฐ ๋ฐฉ์์ ์ ํํ์ธ์. ์ฃผ์ด์ง ๊ฐ์ ์ ๋ ฅํ๊ณ (๊ธธ์ด๋ ํ๋์ ํ์ ๋จ์๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฉฐ, ๊ฐ๋๋ ๋ ๋จ์์ ๋๋ค), ๊ธธ์ด ๋จ์ ํ๊ธฐ์ ์ ํจ์ซ์ ์๋ฆฟ์๋ฅผ ์ง์ ํ๋ฉด ์ ์ฒด ํ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ ํํ ๊ณ์ฐ์ ํ์ํ ์ ๋ ฅ๊ฐ๋ง ์ฌ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
์ค์ ์ ์ ๋ ๋ฐ๋ณ์ ํ๊ท ์ด๋ฉฐ $$m = \frac{a + b}{2}$$ ์ ๋๋ค. ๋์ด๋ ์ด ์ค์ ์ ์ ๋์ด๋ฅผ ๊ณฑํ ๊ฐ์ผ๋ก $$A = m h = \frac{a + b}{2} h$$ ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ๋ค๋ฆฌ๋ ๋์ด ๋ฐ ๋ฐ๋ณ์ ๋์ถ ๊ธธ์ด์ \(h = c \sin A = d \sin D\) ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, ์ํ ๋ฐฉํฅ์ ๋ซํ ์กฐ๊ฑด์์ \(c \cos A + d \cos D = b - a\) ๊ฐ ์ฑ๋ฆฝํฉ๋๋ค. ์ด ๊ด๊ณ๋ค์ ์ด์ฉํด ๋น ์ง ๊ฐ์ ์ด๋ค ๊ฒ์ด๋ ๋ณต์ํ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
\(a = 4\), \(b = 10\), \(c = 5\)์ธ ์ด๋ฑ๋ณ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด์ ์๊ฐํด ๋ด ์๋ค. ๋ฐ๋ณ ์ฐจ์ด์ ์ ๋ฐ์ $$k = \frac{10 - 4}{2} = 3$$ ์ด๋ฏ๋ก $$h = \sqrt{5^2 - 3^2} = \sqrt{16} = 4$$ ์ ๋๋ค. ๋ฐ๊ฐ์ \(A = D = \operatorname{atan2}(4, 3) = 53.13\)๋, ์๊ฐ์ \(B = C = 126.87\)๋์ ๋๋ค. ์ค์ ์ ์ \(m = 7\), ๋๋ ๋ $$P = 4 + 10 + 5 + 5 = 24$$, ๋์ด๋ $$A = 7 \times 4 = 28$$ ์ ๊ณฑ๋จ์์ ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
ํํ์ฌ๋ณํ๋ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด์ธ๊ฐ์? ํฌ๊ด์ ์ ์์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ๊ทธ๋ ์ต๋๋ค(ํํํ ๋ณ์ด ๋ ์ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ). ๋ค๋ง ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํ ์์ ํํ ๋ฐ๋ณ a์ b๋ฅผ ๊ฐ์ง ๋ํ์ ์ด์ ์ ๋ง์ถฅ๋๋ค.
๊ฐ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋์ค์ง ์๋ ์ด์ ๋ ๋ฌด์์ธ๊ฐ์? ์ผ๋ถ ์กฐํฉ์ ๊ธฐํํ์ ์ผ๋ก ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ๋ค๋ฆฌ๊ฐ ๋ฐ๋ณ์ ๋์ถ ๋ถ๋ถ์ ์๊ธฐ์ ๋๋ฌด ์งง์ผ๋ฉด(์ ๊ณฑ๊ทผ ์์ ๊ฐ์ด ์์๊ฐ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ) ๊ณ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค. b๊ฐ ๋ ๊ธด ๋ฐ๋ณ์ธ์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ค๋ฆฌ๊ฐ ์ถฉ๋ถํ ๊ธด์ง ํ์ธํด ๋ณด์ธ์.
๋จ์ ๋ณํ๋ ํด ์ฃผ๋์? ์๋์. ๋ชจ๋ ๊ธธ์ด๋ ์ ํํ ํ๋์ ๋จ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ๋์ด๋ ๊ทธ ๋จ์์ ์ ๊ณฑ์ผ๋ก ํ์๋ฉ๋๋ค. ๋จ์ ํ๊ธฐ๋ ํ๋ฉด ํ์์ฉ์ผ ๋ฟ์ ๋๋ค.