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사고력 · 초5-1 등적변형 (1)

문제

픽의 정리

1 cm 간격으로 점이 찍힌 점판 위에 다각형 열두 개가 그려져 있습니다. 다섯 개는 안에 점이 없고 일곱 개는 안에 점이 있습니다. 도형마다 둘레 위의 점과 안쪽 점을 세어 표를 채웁니다. 넓이를 점의 개수로 구하는 식을 찾습니다.
(1) Figures with no dot inside 1 cm 1 cm A B C D E Figure Number of dots on the boundary Area (cm²) A B C D E 3 4 0.5 1 (Area of the figure) = (2) Figures with dots inside 1 cm 1 cm F G H I J K L Figure Number of dots on the boundary Number of dots inside the figure Area (cm²) F G H I J K L 3 1 1.5 (Area of the figure) =
내 답
풀이 과정
전략 패턴 찾기 — 이 문제의 핵심은 두 표입니다. 칸을 하나도 빠뜨리지 않고 정직하게 채워 놓으면 규칙이 숫자 사이에서 저절로 튀어나옵니다. 그래서 도형마다 순서를 정해 두고 움직입니다. 먼저 둘레 위의 점을 세고, 다음으로 안쪽 점을 세고, 마지막으로 도형을 직사각형과 직각삼각형으로 쪼개거나 큰 직사각형에서 모퉁이 삼각형을 잘라 내어 넓이를 구합니다. (1)은 안쪽 점이 모두 0개인, 일부러 쉽게 만들어 놓은 같은 문제입니다. 그러니 규칙을 여기서 먼저 읽어 내고, (2)로 넘어가서 안쪽 점 하나가 무엇을 더해 주는지를 봅니다.
1STEP 1

단위를 정하기: 작은 한 칸이 1 cm²

작은 한 칸을 1 cm²로 삼습니다.

1 cm × 1 cm = 1 cm², 1 ÷ 2 = 0.5 cm²
2STEP 2

(1) 둘레 위의 점 세기

안에 점이 없는 다섯의 둘레 점은 3, 4, 5, 6, 7입니다.

㉠:3, ㉡:4, ㉢:5, ㉣:6, ㉤:7
3STEP 3

(1) 도형을 쪼개어 넓이 구하기

쪼개어 재면 넓이는 0.5씩 늘어납니다.

㉢ = 0.5 + 1 = 1.5, ㉣ = 1 × 2 = 2, ㉤ = 5 × 1 ÷ 2 = 2.5
4STEP 4

표 (1)에서 규칙 읽어 내기

그래서 넓이는 둘레 점 ÷ 2 − 1입니다.

(넓이) = (둘레 위의 점의 개수) ÷ 2 - 1
5STEP 5

(2) 둘레 위의 점과 안쪽 점 세기

안쪽 점이 있는 일곱의 점도 세어 적습니다.

㉥ 3|1, ㉦ 4|1, ㉧ 5|1, ㉨ 6|1, ㉩ 4|2, ㉪ 6|2, ㉫ 4|4
6STEP 6

(2) 도형을 쪼개어 넓이 구하기

쪼개어 재어 넓이를 하나씩 구합니다.

㉥ = 4 - 2.5 = 1.5, ㉦ = 2 × 2 ÷ 2 = 2, ㉧ = 4 - 1.5 = 2.5, ㉨ = 3, ㉩ = 3, ㉪ = 4, ㉫ = 9 - 4 × 1 = 5
7STEP 7

안쪽 점 하나의 값어치 알아보기

안쪽 점 하나는 넓이를 1씩 늘립니다.

안쪽 점 0, 1, 2, 4 개 → 넓이 1, 2, 3, 5 → 하나당 +1 cm²
8STEP 8

식을 세우고 열두 도형에 모두 확인하기

식은 둘레 점 ÷ 2 + 안쪽 점 − 1입니다.

(넓이) = (둘레 위의 점의 개수) ÷ 2 + (도형 안의 점의 개수) - 1
정답
둘레 점 ÷ 2 + 안쪽 점 − 1 cm²
단위가 제대로 맞습니다. 점은 그냥 개수로 세는 수이고, 이웃한 점 네 개 사이의 정사각형이 1 cm²이기 때문에 답이 cm²로 나옵니다. 크기도 그럴듯합니다. 가장 큰 도형인 기울어진 정사각형 ㉫은 3 cm × 3 cm 상자 안에 들어 있고, 5 cm²는 9 cm²보다 넉넉히 작습니다. 가장 작은 것은 한 칸의 반인 0.5 cm²입니다. 넓이가 모두 반 칸의 정수 배로 나온 것도 우연이 아닙니다. 점판 위의 다각형을 쪼개면 직사각형과 그 반쪽만 남기 때문이고, 식에 2로 나누는 자리가 있는 것도 바로 그 때문입니다. 이 식은 엉뚱한 값을 내놓지도 않습니다. 점판 위에 그릴 수 있는 가장 작은 다각형은 둘레 위의 점이 3개이고 안쪽 점이 없는 삼각형인데, 3 ÷ 2 - 1 = 0.5 cm²로 딱 그 가장 작은 삼각형의 넓이가 나옵니다.
핵심 정리

둘레의 점을 세어 반으로 나누고, 안쪽 점을 더한 다음, 1을 빼세요. 길이를 한 번도 재지 않고 점판 위 어떤 도형이든 넓이가 나옵니다.

  • 단위를 정하기: 작은 한 칸이 1 cm²
  • (1) 둘레 위의 점 세기
  • (1) 도형을 쪼개어 넓이 구하기
  • 표 (1)에서 규칙 읽어 내기
  • (2) 둘레 위의 점과 안쪽 점 세기
  • (2) 도형을 쪼개어 넓이 구하기
  • 안쪽 점 하나의 값어치 알아보기
  • 식을 세우고 열두 도형에 모두 확인하기