사다리꼴 넓이 — 하나 더 붙여 평행사변형으로
사다리꼴 넓이가 왜 ½(윗변+아랫변)×높이일까? 똑같은 사다리꼴 하나를 뒤집어 붙이면 평행사변형 — 두 개니까 절반.
식을 세우지 말고 도형을 먼저 흔들어 보세요.
반전을 천천히 재생하기
손으로 발견한 규칙이 우연이 아닌지, 같은 조각을 단계별로 움직여 증명합니다.
윗변 a, 아랫변 b, 높이 h인 사다리꼴. 넓이는?
이제 정확한 문제로 돌아가기
윗변 a, 아랫변 b, 높이 h인 사다리꼴의 넓이가 ½(a+b)h임을, 자르거나 붙이는 분해로 보여라.
왜 이렇게 푸는가
한 도형으로 막막하면 짝을 만든다.
똑같은 사다리꼴을 하나 더 복제해 180° 돌린 뒤 원래 것의 비스듬한 옆변에 딱 붙인다. 윗변과 아랫변이 자리를 바꿔 한 줄로 이어지므로, 두 사다리꼴은 평행사변형 하나가 된다.
이 평행사변형의 밑변은 a + b(윗변과 아랫변을 더한 길이), 높이는 그대로 h다. 넓이는 (a+b)·h. 사다리꼴은 그 절반이니 ½(a+b)h. 윗변·아랫변을 더해 평균 내고 높이를 곱하는 그 공식이, 도형 두 개로 눈앞에 보인다.
왜 맞는가
똑같은 사다리꼴을 180° 돌려 붙이면 밑변 a+b, 높이 h인 평행사변형이 된다. 두 개로 평행사변형 하나이므로 사다리꼴 = ½(a+b)h.
직접 시도해보기
윗변을 점점 0으로 줄여 보라 — 사다리꼴이 삼각형이 되고, ½(0+b)h = ½bh, 바로 삼각형 넓이 공식이다.
관련된 수학
평행사변형·사다리꼴의 넓이를 합동·평행으로 다루는 원론 1권의 넓이론이 이 “짝 만들기”의 토대.
출입상보(出入相補) — 같은 조각을 돌려 붙여 아는 도형(평행사변형)으로 바꾸는 분해의 정신.
MathVoyage 너머로
큐레이터가 고른 원전과 탐구 과제. OEIS·Project Euler·MathOverflow·arXiv에서는 발견 하나를 수첩으로 가져올 수 있습니다.
- 위키백과
- Wolfram MathWorld