도형의 닮음과 평행선 선분비
개념 정의와 직관적 원리: 닮음비와 삼각형의 3대 닮음 조건
한 도형을 일정한 비율로 확대하거나 축소하였을 때 다른 도형과 완전히 포개어지면 두 도형은 서로 닮음(Similar) 관계에 있다고 하며, 기호 으로 나타냅니다(예: — 반드시 대응하는 꼭짓점 순서대로 적어야 합니다!).
삼각형의 3대 닮음 조건:
핵심 공식 유도 및 성질: 평행선 선분비, 각의 이등분선 정리, 넓이비·부피비
에서 변 에 평행한 직선이 두 변 와 만나는 점을 라 하면(), 동위각이 같아 (AA 닮음)가 성립하므로:
에서 의 이등분선이 대변 와 만나는 점을 라 하면, 양옆 두 변의 길이의 비가 밑변을 쪼개는 비와 같습니다(하트 공식 ):
서로 닮은 두 도형의 닮음비(길이의 비)가 일 때:
1) [내각의 이등분선 정리 적용]: AB : AC = BD : CD 이므로 12 : 8 = 3 : 2 입니다.
따라서 점 D는 변 BC(10cm)를 3 : 2 로 내분하므로 BD = 10 × (3 / (3 + 2)) = 10 × (3/5) = 6cm 입니다.
2) [넓이의 비 구하기]: ΔABD와 ΔACD는 서로 닮음인 도형이 아니라 '높이가 같은 두 삼각형'입니다!
높이가 같은 두 삼각형의 넓이의 비는 밑변의 길이의 비(BD : CD)와 그대로 같으므로 3²:2² 이 아니라 3 : 2 입니다.
심화 응용 및 실전 빈출 함정 분석: 밑변비 vs 전체 삼각형비, 높이가 같은 삼각형 함정
닮음 단원에서 학생들이 가장 많이 낚이는 3대 실전 함정을 완벽히 구분해야 합니다!
함정 1 (오답률 1위): 평행선에서 옆변의 조각비()로 평행선 밑변()을 구하는 실수!
일 때 이면, 도 이라고 쓰면 무조건 틀립니다!
함정 2: '닮음인 두 삼각형의 넓이비()'와 '높이가 같은 두 삼각형의 넓이비()' 혼동!
함정 3: 사다리꼴과 모래시계(나비 모양) 교차 평행선 공식:
평행한 두 선분(길이 )의 양 끝을 대각선으로 크로스하여 연결하고 그 교점을 지나는 평행선 선분 를 그으면, 내분 성질에 의해 항상 조화평균의 절반 공식이 성립합니다:
핵심 요약
- ✓삼각형의 닮음 조건은 SSS, SAS, AA의 3가지이며, 실전에서는 두 각이 같은 AA 닮음이 가장 많이 쓰인다.
- ✓평행선 DE ∥ BC 에서 평행한 밑변의 비 DE : BC 는 AD : DB 가 아니라 전체 변의 비인 AD : AB 와 같다.
- ✓삼각형 내각의 이등분선 정리(하트 공식)에 의해 AB : AC = BD : CD 가 성립한다.
- ✓닮음비가 m : n 인 두 입체도형의 둘레비는 m : n, 겉넓이비는 m² : n², 부피비는 m³ : n³ 이다.