함께 배우는 수업 · 수학
삼각함수의 그래프와 덧셈정리
호도법(Radian)과 단위원 위에서의 일반각 삼각함수 정의로부터 주기성과 대칭성, 삼각함수 사이의 항등식, 그리고 미적분학의 기초인 덧셈정리까지 완벽히 정복합니다.
이 수업에서 해 볼 일
- 단위원과 덧셈정리로 각의 삼각함수 값을 구한다
먼저 알면 좋은 것: 중등 삼각비(sin, cos, tan) · 원의 방정식과 부채꼴의 호의 길이 · 함수의 평행이동과 대칭이동
오늘의 목표
가입 없이 시작할 수 있어요. 설명을 읽고, 함께 연습한 뒤, 처음 보는 문제에서 직접 확인합니다.
1. 개념 정의와 직관적 원리: 호도법(Radian)과 단위원 위의 삼각함수
1) 호도법(Radian Measure): 각의 크기를 처럼 도(Degree) 단위로 재면 실수 와 단위가 달라 미적분을 할 수 없습니다. 이에 반지름의 길이가 인 원에서 호의 길이가 반지름 과 같아질 때의 중심각의 크기를 라디안(radian)으로 정의하는 호도법을 도입합니다. 원둘레 전체가 이므로 중심각 는 라디안에 대응합니다:
호도법으로 중심각 를 나타내면 부채꼴의 호의 길이 과 넓이 공식이 극도로 간결해집니다:
2) 단위원(Unit Circle)을 통한 일반각 삼각함수의 정의:
중학교 삼각비는 에서만 정의되었지만, 좌표평면의 원점 중심 반지름 인 단위원 위의 점 와 동경 가 이루는 일반각 를 이용하면 모든 실수 에 대해 삼각함수를 정의할 수 있습니다:
🎯 사분면별 삼각함수 부호 법칙 '얼싸탄코(All - sin - tan - cos)': 제1사분면은 모두(All) 양수(+), 제2사분면은 sin(y좌표)만 양수, 제3사분면은 tan(기울기)만 양수, 제4사분면은 cos(x좌표)만 양수입니다!
2. 핵심 공식 유도 및 성질: 삼각함수 항등식, 그래프의 주기, 그리고 덧셈정리
1) 삼각함수 사이의 기본 항등식: 단위원의 방정식 에 를 대입하면 언제나 성립하는 절대 항등식이 도출됩니다:
2) 삼각함수 그래프의 최댓값·최솟값과 주기(Period):
일반적인 삼각함수 (또는 )에 대하여:
- 최댓값: , 최솟값: (의 부호와 상관없이 반드시 절댓값 를 붙임!)
- 사인·코사인의 주기: , 탄젠트의 주기:
3) 삼각함수의 덧셈정리 (Addition Formulas):
두 각 의 합과 차에 대한 삼각함수 공식(수능 미적분 필수 공식)입니다:
예제로 살펴보기
θ가 제3사분면의 각이고 일 때, 의 값을 구하시오.- 제3사분면에서 sin θ와 cos θ는 모두 음수입니다. 주어진 합의 크기 √10/3은 1과 √2 사이이므로 가능한 값입니다. 1) 양변을 제곱하면 (sin θ + cos θ)² = 10/9입니다. 2) sin²θ + cos²θ = 1을 사용하면 1 + 2 sin θ cos θ = 10/9입니다. 3) 따라서 sin θ cos θ = (10/9 - 1)/2 = 1/18입니다. 질문에서 요구하지 않은 sin θ - cos θ는 이 조건만으로 부호까지 하나로 정해지지 않습니다.
3. 심화 응용 및 실전 빈출 함정 분석: 각 변환 공식(nπ/2 ± θ)과 대칭성 활용
1) 모든 각 변환을 하나로 끝내는 만능 공식 (): , 같은 수십 개의 공식을 따로 외우지 말고 다음 2단계 규칙으로 통일하세요: - 1단계 (함수 종류 결정): 에서 정수 이 짝수( 등)이면 함수가 그대로 유지()되고, 이 홀수( 등)이면 함수가 반대로 바뀝니다(). - 2단계 (앞의 부호 결정): 를 무조건 예각으로 간주했을 때, 원래 주어진 각()이 위치한 사분면에서의 '원래 삼각함수'의 부호(얼싸탄코)를 앞에 붙여줍니다! - 예: 으로 홀수이므로 로 바뀌고, 는 제3사분면 각인데 원래 함수인 은 제3사분면에서 음수()이므로 가 됩니다! 2) 실전 빈출 함정 — 삼각방정식의 모든 실근의 합 구하기: 에서 방정식 (는 미지수 상수)를 만족하는 두 실근 를 직접 구할 수 없을 때는 삼각함수 그래프의 대칭축을 이용합니다! - 는 직선 (또는 )에 대하여 좌우 대칭이므로, 두 교점의 중점이 대칭축 위에 있습니다:✏️ 삼각방정식 근의 합 치트키: 특수각이 아닌 상수 k에 대해 sin x = k 나 cos x = k 의 두 근 α, β의 합을 물으면 각을 구하려 하지 말고 그래프의 대칭축 x = m 을 찾아 'α + β = 2 × (대칭축)' 공식을 쓰세요!
참고 근거와 확인 범위
설명·예제·문제 구성 및 오류 수정 책임: 프리런. 위 자료는 표시한 주제를 확인하거나 더 읽기 위한 근거이며, 외부 기관의 공식 수업이나 감수본을 뜻하지 않습니다.
참고 자료 연결 점검: 2026-11-02. 제작 방식·검수 범위와 수정 기록에서 확인 범위를 볼 수 있습니다. 오류는 상단의 의견 보내기 또는 contact@freelearn.io로 알려 주세요.