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사고력 · 초4-2 테셀레이션

문제

한 가지 도형으로 테셀레이션 하기

여덟 가지 도형은 정삼각형, 직각삼각형, 정사각형, 등변사다리꼴, 정오각형, 집 모양 오각형, 정육각형, 원입니다. 한 가지 도형만 여러 개 써서 겹치지도 틈도 없이 바닥을 덮습니다. 도형을 돌려 놓아도 됩니다. 바닥을 덮을 수 없는 도형을 고릅니다.
내 답
풀이 과정
전략 빠짐없이 나열하기 — 도형이 여덟 개뿐이니 하나하나 다 따져 보면 빠뜨리는 것 없이 답을 낼 수 있습니다. 따지는 잣대는 한 가지입니다. 멀리서 무슨 일이 일어나든, 꼭짓점들이 모이는 한 점에서 각의 합은 한 바퀴인 360°를 꼭 채워야 한다는 것입니다. 그래서 도형마다 내각이 얼마인지, 그 각들을 몇 개 모으면 360°가 되는지를 물어봅니다. 삼각형과 사각형 무리에는 더 쉬운 사실이 이미 있습니다. 각의 합이 180°이고 360°라는 것입니다. 이 잣대를 통과하지 못하는 두 도형이 바로 찾는 답입니다.
1STEP 1

잣대 세우기: 한 바퀴는 360°

한 점에 모인 각이 360도가 되어야 합니다.

한 점에 모인 각의 합 = 360°
2STEP 2

삼각형은 모두 통과: ①과 ②

삼각형 ①과 ②는 모두 됩니다.

60° × 6 = 360°, 180° × 2 = 360°
3STEP 3

사각형도 모두 통과: ③, ④, 그리고 ⑥

사각형 ③, ④와 ⑥도 모두 됩니다.

90° × 4 = 360°, 180° + 180° = 360°
4STEP 4

정육각형도 통과: ⑦

정육각형 ⑦은 120도가 셋 모여 됩니다.

(180° × (6-2))/6 = 120°, 360° ÷ 120° = 3
5STEP 5

정오각형은 실패: ⑤

정오각형 ⑤는 108도로 360도를 못 채웁니다.

108° × 3 = 324° < 360° < 432° = 108° × 4
6STEP 6

원도 실패: ⑧

원 ⑧은 각이 없어 틈이 남습니다.

원에는 각이 없으므로 360° 를 만들 수 없다
7STEP 7

안 되는 도형 모으기

덮을 수 없는 것은 ⑤와 ⑧입니다.

테셀레이션 불가능: ⑤번과 ⑧번
정답
⑤, ⑧
108 × 3 = 324, 108 × 4 = 432
답이 도형 번호 몇 개를 고른 형태이니 물음에 맞는 답입니다. 일상 경험과도 들어맞습니다. 바닥이나 벽은 삼각형, 정사각형, 사다리꼴, 육각형 타일로 실제로 깔려 있지만 정오각형이나 원으로 빈틈없이 깐 바닥은 아무도 본 적이 없습니다. 계산도 맞습니다. 60, 90, 120은 360을 각각 6번, 4번, 3번으로 나누어떨어지게 하지만 108은 그렇지 않습니다. 360÷108은 몫이 3이고 나머지가 36입니다. 게다가 실패한 두 도형은 실패한 이유가 서로 다릅니다. 오각형은 각의 크기가 맞지 않아서이고, 원은 아예 각이 없어서입니다.
핵심 정리

한 점에 모인 각의 합이 딱 360°가 되어야 타일이 맞물립니다. 정오각형의 108°짜리 각은 아무리 모아도 그렇게 되지 않고, 원은 아예 각이 없답니다.

  • 잣대 세우기: 한 바퀴는 360°
  • 삼각형은 모두 통과: ①과 ②
  • 사각형도 모두 통과: ③, ④, 그리고 ⑥
  • 정육각형도 통과: ⑦
  • 정오각형은 실패: ⑤
  • 원도 실패: ⑧
  • 안 되는 도형 모으기