밖에서 맞닿은 두 원으로 길이 알아내기
중등 3-2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 손으로 그리거나 머릿속에 그리며 따라가 보세요. 큰 원과 작은 원이 바깥에서 딱 한 점에서 맞닿아 있습니다. 큰 원은 가장자리에서 한가운데 점까지 길이가 4, 작은 원은 1입니다. 예제: 가장자리까지 4인 원과 1인 원 (비교용: 안쪽에서 맞닿는 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 큰 원의 '가장자리에서 한가운데 점까지 길이' 4와 작은 원의 그 길이 1을 더해 적어 보세요.
- ②두 한가운데 점을 곧은 선으로 잇고, 그 선을 가장 긴 변으로 삼아 [칸 B]에 세모를 그려 보세요. 남은 꼭짓점은 두 변이 90°로 만나게 잡으세요.
- ③이 세모에서 90°를 낀 두 변 중 세로 변의 길이는 3입니다. [칸 C]에 3을 적어 보세요.
- ④[칸 A]를 두 번 곱한 값에서 [칸 C]를 두 번 곱한 값을 뺀 수를 구하고, 두 번 곱해 그 수가 되는 값을 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤[칸 D]의 수를 두 번 곱하면 정말 [칸 A]²−[칸 C]²와 같은지 검산해 [칸 D] 옆에 작게 적어 보세요.
- ⑥이번엔 같은 두 원이 큰 원 '안쪽'에서 맞닿는다고 하고, 두 한가운데 점 사이 거리를 구해 [칸 E]에 적어 보세요.
칸 A — 두 한가운데 점 사이 거리 (두 길이의 합)
칸 E — 안쪽에서 맞닿을 때 두 점 사이 거리
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]는 왜 두 길이를 '더한' 값일까요? 바깥에서 맞닿은 다른 두 원을 직접 골라, 두 한가운데 점 사이 거리가 정말 두 길이의 합인지 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 두 길이 ___와 ___로 해 보니 …
(2)[칸 E]는 [칸 A]와 어떻게 달랐나요? 바깥에서 맞닿을 때와 안쪽에서 맞닿을 때, 무엇 때문에 하나는 '합'이 되고 하나는 '차'가 되는지 쓰세요. (15점)
✎ 바깥에서는 두 길이가 ___으로 놓이고, 안쪽에서는 ___으로 놓이기 때문에 …
(3)④에서 가로 변의 길이를 곧바로 잴 수 없었는데도 어떻게 알아냈나요? 가장 긴 변과 세로 변만 알면 나머지 한 변을 알 수 있는 까닭을 여러분의 말로 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 수학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 수를 빠짐없이 구하고, 가장 긴 변·세로·가로 변의 관계를 정확히 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 합과 차의 차이에 이유를 붙였고, 다른 사례를 직접 골라 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
밖에서 맞닿은 두 원으로 길이 알아내기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.반지름의 길이가 각각 5, 3인 두 원 O, O'이 외접할 때, 두 원의 중심 사이의 거리를 구하시오.
2.반지름의 길이가 각각 7, 2인 두 원이 한 원이 다른 원에 내접할 때, 두 원의 중심 사이의 거리를 구하시오.
3.반지름의 길이가 각각 6, 4인 두 원이 외접한다. 두 원의 중심을 이은 선분을 빗변으로 하고 한 변의 길이가 8인 직각삼각형에서 나머지 한 변의 길이를 구하시오.
4.가로, 세로의 길이가 각각 9, 8인 직사각형 ABCD에서 원 O는 AB, AD, BC에 접하고 원 O'은 BC, CD에 접한다. 원 O의 반지름의 길이가 4일 때, 원 O'의 반지름의 길이 r을 구하시오.
5.반지름의 길이가 각각 r, 2r인 두 원 O, O'이 외접한다. 한 점 P에서 그은 두 접선의 접점을 각각 A, B라 할 때 PA=AB=4이면, 원 O의 반지름의 길이 r을 구하시오.
정답
1. 8
2. 5
3. 6 (빗변 10, √(10²−8²)=6)
4. r=1 (r²−26r+25=0, 0<r<4)
5. r=√2 (닮음비 1:2, (3r)²=r²+4²)