센심 수학 · 심화 EN

3-1 · 직각삼각형, 직사각형, 정사각형

작은 도형들이 모여 큰 도형이 된다.

1.G.A.23.OA.D.9 · take · 학년 3

아키타입: Systematically Count Shapes in a Figure · 5단계 진행 중

다음 도형에서 찾을 수 있는 크고 작은 정사각형은 모두 몇 개입니까?

도형은 크기가 같은 단위 정사각형 여러 개를 이어 붙여 만든 모양이다. 맨 윗줄에는 정사각형 33개, 가운뎃줄에는 정사각형 44개, 맨 아랫줄에는 정사각형 44개가 왼쪽을 맞추어 놓여 있다(맨 윗줄의 오른쪽 한 칸이 비어 있는 계단 모양). 단위 정사각형 여러 개로 이루어진 11칸짜리, 44칸짜리, 99칸짜리 정사각형 등 크고 작은 정사각형의 개수를 모두 센다.

figure
풀이 보기

이해

크기가 같은 단위 정사각형 11개로 만든 계단 모양 도형이다. 맨 윗줄은 3칸(13열), 가운뎃줄과 맨 아랫줄은 각각 4칸(14열)이며 모두 왼쪽을 맞추어 놓여 있다. 격자선을 따라 그릴 수 있는 모든 크기의 정사각형을 빠짐없이 세어야 한다.

주어진 것
  • 도형은 크기가 같은 단위 정사각형 11개로 이루어져 있다.
  • 맨 윗줄: 단위 정사각형 3개(1~3열).
  • 가운뎃줄: 단위 정사각형 4개(1~4열).
  • 맨 아랫줄: 단위 정사각형 4개(1~4열).
  • 맨 윗줄의 오른쪽 칸(1행 4열)이 비어 있어 계단 모양의 윤곽이 생긴다.
구할 것
  • 도형 안에 있는 모든 크기(1×1, 2×2, 3×3) 정사각형의 총 개수.
조건
  • 세는 정사각형은 그 모든 칸이 도형 안에 빠짐없이 들어 있어야 한다.
  • 정사각형은 서로 겹쳐도 되고 크기가 달라도 된다.

계획

#2 빠짐없이 나열하기 · 함께 쓰는 도구: #7 작은 문제로 쪼개기#1 그림 그리기

빠뜨리거나 두 번 세지 않으려면 크기별로 차례차례 센다(빠짐없이 나열하기): 먼저 1×1 정사각형, 그다음 2×2, 마지막으로 3×3. 크기별로 나누면 까다로운 세기 한 번이 쉬운 작은 문제 몇 개로 바뀌고, 격자를 그려 보면 큰 정사각형이 계단 모양 안에 실제로 들어가는지 확인할 수 있다.

실행

#2 빠짐없이 나열하기 3.OA.D.9
단위 칸 하나하나가 모두 1×1 정사각형이다. 도형은 정확히 11개의 단위 칸으로 이루어져 있으므로 1×1 정사각형은 11개이다.
3+4+4=113 + 4 + 4 = 11
각 줄의 칸 수를 더하는 것은 그림을 보며 셀 수 있는 3학년 덧셈이다.
#7 작은 문제로 쪼개기 1.G.A.2
2×2 정사각형은 2칸×2칸의 빈틈없는 블록이 필요하다. 12행(위+가운데)에서는 12열, 23열 블록은 들어가지만 34열은 비어 있는 오른쪽 위 칸이 필요하므로 안 된다(2개). 23행(가운데+아래)에서는 두 줄이 꽉 차 있어 12열, 23열, 34열이 모두 들어간다(3개).
2+3=52 + 3 = 5
작은 정사각형 4개를 모아 더 큰 정사각형 하나를 만드는 것이 바로 초등 기하의 '평면도형 합치기'이다.
#1 그림 그리기 1.G.A.2
3×3 정사각형은 3칸씩 채워진 세 줄이 필요하다. 13열은 세 줄 모두 1, 2, 3열이 채워져 있어 가능하다. 24열은 비어 있는 오른쪽 위 칸이 필요하므로 안 된다. 따라서 3×3 정사각형은 1개이다.
11
격자 위에 3칸×3칸 상자를 그려 보면 왼쪽 블록만 계단 모양에 들어간다는 것을 한눈에 알 수 있다.
#2 빠짐없이 나열하기 3.OA.D.9
전체 정사각형 수 = (1×1 개수) + (2×2 개수) + (3×3 개수). 도형이 세 줄 높이뿐이라 4×4 정사각형은 들어갈 자리가 없다.
11+5+1=1711 + 5 + 1 = 17
크기별로 구한 부분합을 하나로 모아 더하는 것은 간단한 3학년 덧셈이다.
답: 17

검토

작은 정사각형이 큰 정사각형보다 많아야 하는데 실제로 11 > 5 > 1이라 그림과 잘 맞는다. 겹치는 큰 정사각형까지 더하면 전체 17은 단위 칸 11개보다 많아야 하는데 그 또한 맞다. 도형이 세 줄 높이뿐이라 4×4 정사각형은 불가능하므로 더 큰 크기를 빠뜨리지 않았다.

패턴 찾기(도구 5): 완전한 3×4 격자라면 12(1×1) + 6(2×2) + 2(3×3) = 20개이다. 비어 있는 오른쪽 위 칸 하나를 빼면 1×1 정사각형 1개, 2×2 정사각형 1개, 3×3 정사각형 1개가 사라져 20 - 3 = 17이 되어 답이 확인된다.

기준 · 최소 학년 3

  • 3.OA.D.9 Identify arithmetic patterns and explain using properties of operations — 크기별 부분합을 더하고 세기를 체계적으로 따져 보는 데 사용.
  • 1.G.A.2 Compose two-dimensional shapes or three-dimensional shapes — 단위 정사각형 4개나 9개가 더 큰 2×2 또는 3×3 정사각형을 이룬다는 것을 알아보는 데 사용.
💡 정사각형을 작은 것부터 큰 것까지 크기별로 차례차례 세면 하나도 빠뜨리지 않아요. 이게 바로 여러분이 이미 할 수 있는 3학년 사고예요!