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사고력 · 초6-2 원의 둘레

문제

직선과 곡선이 있는 도형의 둘레

반원과 서 있는 직사각형이 겹쳐져 있습니다. 색칠한 부분은 두 조각으로 되어 있습니다. 직사각형 안의 사분원은 도려내져 있습니다. 색칠한 부분의 둘레를 구합니다.
2 cm 4 cm
내 답
풀이 과정
전략 작은 문제로 쪼개기 — 곧은 부분과 굽은 부분이 섞인 둘레는 사실 쉬운 문제 두 개를 이어 붙인 것입니다. 곧은 부분은 그냥 더하고, 굽은 부분은 원의 둘레에서 구하면 됩니다. 그래서 먼저 일을 그렇게 둘로 나눕니다. 다만 더하기 전에 반드시 할 일이 있습니다. 손가락으로 바깥선을 따라가며 지나는 선을 하나씩 적고, 그때마다 '한쪽은 색칠, 다른 한쪽은 흰색'인지 확인하는 것입니다. 이 확인이 직사각형의 아래쪽 변을 걸러 냅니다. 변처럼 보이지만 양쪽이 다 흰색이라 둘레가 아니기 때문입니다. 마지막으로 곧은 조각들을 순서만 바꾸어 다시 묶으면 직사각형의 둘레가 고스란히 되살아나는데, 그러면 다섯 개의 길이를 더하던 일이 익숙한 공식 하나로 바뀝니다.
1STEP 1

그림의 중요한 점에 이름 붙이기

그림의 중요한 점에 이름을 붙입니다.

ㄴㅁ = ㄴㄷ = ㄴㅂ = 2 cm (모두 반지름), ㄱㄴ = 4 cm, ㄱㅂ = 4 - 2 = 2 (cm)
2STEP 2

바깥선을 따라가며 지나는 선을 빠짐없이 적기

바깥선을 따라가며 지나는 선을 모두 적습니다.

(둘레) = frown{ㅁㅂ} + ㅂㄴ + ㄴㅁ + frown{ㅂㄷ} + ㄷㄹ + ㄹㄱ + ㄱㅂ
3STEP 3

굽은 부분 더하기: 둘을 합치면 반원의 호 하나

굽은 두 조각을 합치면 6.2 cm입니다.

(원의 둘레) = 2 × 2 × 3.1 = 12.4 (cm), frown{ㅁㅂ} + frown{ㅂㄷ} = 12.4 ÷ 2 = 6.2 (cm)
4STEP 4

곧은 부분 더한 뒤, 직사각형으로 다시 묶어 보기

곧은 조각을 모으면 직사각형의 둘레 12 cm입니다.

2 + 2 + 2 + 2 + 4 = 12 (cm) = (2 + 4) × 2
5STEP 5

곧은 부분과 굽은 부분 합치기

합하면 18.2 cm입니다.

(둘레) = (2 + 4) × 2 + 2 × 2 × 3.1 ÷ 2 = 12 + 6.2 = 18.2 (cm)
정답
18.2 cm
12 + 6.2 = 18.2
단위가 알맞습니다. 더한 것이 모두 cm 단위의 길이였고 넓이는 한 번도 끼어들지 않았습니다. 크기도 자연스럽습니다. 위쪽으로 어림해 보면 이 그림 전체가 가로 4 cm, 세로 4 cm인 상자 안에 들어가고 그 상자의 둘레가 16 cm인데, 색칠한 부분의 바깥선은 호가 볼록하게 나가 있어 그보다 조금 길 것이므로 16을 조금 넘는 수가 나와야 하고 18.2가 그렇습니다. 아래쪽으로 어림해 보면 직사각형만 해도 둘레가 12 cm이고 여기에 굽은 길이 크게 더해지므로 12보다 훨씬 커야 하는데 이것도 맞습니다. 또 반원의 호는 그것이 잇는 곧은 지름 4 cm보다 길어야 하는데 6.2 cm이니 원 부분의 계산도 어긋나지 않았습니다. 빠지기 쉬운 함정 두 곳도 모두 피했습니다. 직사각형의 아래쪽 변을 넣지 않았고, 중심에서 호의 가장 높은 곳까지 세로로 선 반지름을 빠뜨리지 않았습니다.
핵심 정리

손가락으로 바깥선을 따라가 보세요. 곧은 조각은 모으면 직사각형의 둘레인 12 cm가 되고 굽은 조각은 반원의 호인 6.2 cm가 되니, 한 바퀴는 18.2 cm예요.

  • 그림의 중요한 점에 이름 붙이기
  • 바깥선을 따라가며 지나는 선을 빠짐없이 적기
  • 굽은 부분 더하기: 둘을 합치면 반원의 호 하나
  • 곧은 부분 더한 뒤, 직사각형으로 다시 묶어 보기
  • 곧은 부분과 굽은 부분 합치기