[칼럼] 기하 뉴비들을 위한 안내서 Vol.1 (Feat. 베르테르 19번)
게시글 주소: https://orbi.kr/00071670622
부제 - 문제를 "다각도로" 바라보셔야 합니다
안녕하세요, 의대왔다고 입니다.
오늘 칼럼은 기하 문제를 다각도로 바라보고 해결하는 방법에 대해 다뤄볼까 합니다.
기하라는 과목 자체가 선택자 수가 적기도 하고, 그럼에도 기하라는 과목을 선택하시는 분들은 이미 기하를 잘 하시는 분들이 많기 때문에 이 칼럼이 얼마나 많은 분들께 도움이 될 지 잘은 모르겠습니다.
그러나, 혹여나 기하를 그저 "재능의 영역"으로 생각하고 막연히 기피하고 계시거나, 미적에 자신이 없어 선택과목을 변경하시고 싶으신 분들이 약간의 힌트를 얻어가실 수 있으리라고 생각하고, 오늘 칼럼은 그런 분들께 초점을 맞춰 진행해보도록 하겠습니다. 혹시나 나는 미적분 선택자지만, 과외에서 기하도 가르칠 필요가 있다라거나 가르치고 싶다(시급을 올려!) 하시는 분들도 읽어보시면 도움이 되실 것 같습니다. 그닥 딥한 내용은 나오지 않으니(학문 자체가 딥하지 못합니다) 편하게 읽어주시면 될 것 같습니다.
저희가 난이도가 높은 미적 문제를 풀 때는
1. 문제 발문을 몇 개의 친숙한 덩어리로 쪼갠 후
2. 각 덩어리에서 얻어내야 할 단서들을 얻어내서
3. 이를 조합해 나감으로써 해결합니다.
기하의 공간도형 문제들도 위와 비슷한 방식으로 해결해 나갈 수 있습니다.
다만, 문제의 발문을 "쪼개는" 대신, 주어진 입체를 다각도에서 관찰함으로써 저희에게 친숙한 상황들을 관찰하고 이로부터 필요한 정보들을 얻어냅니다. 이 내용을 조금 더 자세히 설명하기 위해 아래 문제를 분석해보도록 하겠습니다.
다음 문제는 기하를 공부해 보셨더라면 한번쯤은 들어보셨을 그 악명 높은 "베르테르 77제"의 19번입니다.
(시작부터 장난질이냐 라는 생각이 드실 수 있지만, 문제를 차근차근 여러 각도에서 바라보면 해당 문제가 그닥 빡빡한 문제는 아니라는 것에 동의하실 수 있으실 겁니다.)
위 문제를 끝까지 읽었을 때, 다른 조건은 그래도 머리에 좀 상황이 그려지는 방면, 정말로 물음표만 띄우는 발문이 하나 있을 것입니다. 바로 아래의 발문이죠.
해당 상황을 주어진 그림에 그대로 표시해보면 아래와 같습니다.
이걸 그리고 난 다음에 드는 생각은... "대체 어디가 A'T가 최대가 되는 지점일까" 라는 것입니다.
이 조건을 분석하기가 까다로운 이유는, 선분 A'B'과 점 T가 움직이는 원주가 한 평면 위에 올라가 있지 않기 때문입니다. 가령, 선분 A'B'과 점 T의 자취가 한 평면 위에 있었다면, A'T기 최대가 되는 점 T의 위치는 A', B', T가 한 직선 위에 있을 때가 될 것입니다.
그럼 이제 여기서 멘붕이 옵니다. 저 원주를 A'B'이라는 선을 포함하는 평면상에 정사영시켜서 타원을 만들고... 그게 일직선이 되는... 근데 높이는 또 고려해야 하는데... 머리가 아프죠.
근데 위 문제 상황을 아래와 같이 다른 각도에서 관찰하면 어떨까요?
위 상황을 평면 beta를 밑면으로 두고 관찰한 것입니다. 이 때, 점 A'을 평면 beta 위에 정사영시킨 점을 점 H라고 하면, 위 문제 상황을 아래와 같이 관찰할 수 있습니다.
이러면 H B' T가 한 직선 위에 있을 때 A'T의 길이가 최대가 됨을 직관적으로 쉽게 알 수 있게 됩니다.
그럼 아래와 같이 (나) 조건을 쉽게 분석할 수 있습니다. (밥아저씨가 된 기분이네요)
이제 구하라는 것을 구해서 답을 내보도록 합시다. 구하라는 것은 아래와 같습니다.
(어떠한 도형의 다른 평면으로의 정사영의 넓이를 구하는 방법도 크게 두 가지가 존재합니다. 이는 나중에 다른 칼럼에서 찾아뵙겠습니다.)
이 때, 주어진 문제 상황을 평면 alpha와 beta가 모두 일직선으로 보이게 되는 각도에서 관찰하면, 아래와 같은 모습이 보일 것입니다.
위 그림을 통해 AB와 PQ의 길이가 같고 평행하며, AB와 B'B가 수직함을 이용하여 원래 삼각형 ABB'의 넓이와, 삼각형 ABB'을 포함한 평면과 평면 alpha의 이면각을 알 수 있습니다.
따라서, 구하는 넓이 S는 아래와 같습니다.
풀이의 사고 과정을 차근차근 따라오셨다면, 이해가 가지 않는 부분이 딱히 있었을 것 같진 않습니다. 다만 물음표는 생길 수 있는데, 가령 아래와 같은 질문이 생길 수 있죠.
"야 너는 저걸 어떻게 평면 beta를 깔고 볼 생각을 했냐? 역시 기하는 재능이야."
위 생각을 하게 된 과정은 다음과 같습니다.
1. 저희는 원주 위를 도는 임의의 벡터를 다른 평면에 정사영시킨 벡터를 가지고 최대/최소를 논한 적이 단 한번도 없습니다. (못할걸요 애초에)
2. 그럼 A'B'을 원주가 있는 평면 위로 정사영 시켜봐야겠다는 생각이 자연스럽게 따라옵니다. 이 때 A' B'은 모두 고정점이기 때문에 정사영 시켰을 때 기존 문제 상황 대비 동점이 더 늘어나지도 않으며, 저희에게 "친숙한" 그 문제상황이 나타나기 때문에 옳은 방향을 잡았다는 것을 느낄 수 있습니다.
해당 문제의 풀이를 한 페이지에 정리하면 다음과 같습니다.
뭔가 상당히 복잡한 사고 과정을 거쳐간 것 같지만, 막상 저희가 한 일은 주어진 문제 상황을 다각도로 바라보는 것 그 이상 그 이하도 아니었습니다. 풀이 과정도 막상 계산하고 쓸 건 별 게 없죠. 이게 미적과 비교했을 때 기하의 엄청난 장점이라고 생각합니다.
다만, 주어진 상황을 3D 모델링 마냥 머리에서 빙글빙글 돌려가면서 관찰하는 것이 부담된다면, 권하기 힘든 과목인 것 같습니다. 장단이 명확하죠.
(위 풀이과정을 따라오시면서 요리보고 조리보고 알 수 없는 둘리 둘리 하셨다면 기하런은 지양하시는 게 좋습니다. 뭐 당연한 얘기를 이러고 길게 써 놨냐 하신다면 표점 vs 안정 1을 두고 잘 저울질하셔서 현명한 선택을 하시길 바랍니다.)
사실 이제까지 기하 문제의 해설은 그림 1개, 약간의 계산, 답으로 이루어진 것이 가장 아름다운 해설이라고 생각해 왔었습니다. 그러다 문득 그 아름다움에 남들이 공감할 수 없다면, 과연 그것이 진정으로 아름다운 것일까 라는 생각이 들었고, 논리 과정을 자세히 풀어서 써 본 칼럼을 작성하게 되었습니다.
기하를 사람들이 막연히 어려워하는 이유 중 하나가, 잘하는 사람들이 풀어둔 풀이에서 "도통 어떤 흐름으로 사고가 진행되었는지를 읽어낼 수 없다"인 것 같습니다. 그래서 앞으로도 종종 위와 같은 칼럼들로 찾아뵐 예정입니다.
"기스퍼거 저 놈의 머릿속은 도대체 어떻게 생겨먹었는가"에 대한 궁금증이 있으셨던 분들은 한 번씩 들러주시면 감사할 것 같습니다.
미적, 공통 관련 칼럼도 하고 싶은 이야깃거리가 생기면 잘 정리해서 들고 와보도록 하겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.
(좋아요와 팔로우는 사랑입니다. 이 사람이 더 많은 칼럼을 쓸 원동력이 됩니다!)
0 XDK (+1,000)
-
1,000
-
심찬우 강의 3
작년 국어 심찬우 듣고 올해 또 들으시는 분 있으세요? 교재나 수업 내용...
-
지구 버리고 화학할까 10
개념 언제 다 끝내냐
-
별거도 아닌걸로 저격하고 지랄이네,,
-
거는 사람이 없네 ㅠㅠ
-
답답하네
-
삼반할거면 0
밥약 걸면안되나 사실 내가 사도 되는데... 그냥 친해지고 싶은건데..
-
점마 해킹당함? 3
.
-
Ufc였네
-
병신대 가서 뭐함? 전장인데 그냥 가지말까? 에휴뇨이
-
??? : 첫판부터 미드 가렌 하려고 하는거 어디서 참고로 이분 붕괴하고 있습니다
-
아떨리네
-
상디 너가 찾던 올블루는 여기 있다
-
제가 12월부터 지금까지 알바하면서 돈을 모아야 되서 공부를 거의...
-
기분전환겸 수학모고 오류검토 도울 천사분 (1번-10번) 0
심심하시면 가볍게 풀어보시고 문제 오류 없는지 답글 남겨주세요
-
잔을 내려놓기가 무!섭!게! <- 이거 울 학교에만 있음? 5
이거랑 연대책임! 연대책임! 연세 유니버시티 리스폰시빌리티
-
앗싸 홍삼 6
에브리바디 홍삼~~!!
-
지구4틀 6
나머지 과목 전체에서 2틀 걍 레전드스캠과목
-
사실은편견이아닐까
-
어짜피 사회 나가면 중=경=건=시 > 동=외=홍
-
너 이런애 아니잖나 빨리 나락 가라고
-
재업임
-
아싸 피어싱이 0
둔타타둔타
-
6개월차인데 흠 기빨려서 마려울거같은데
-
고1 국어 모의고사 4,5등급 왔다갔다했습니다 겨울방학동안 공부해야지라는 마음으로...
-
2024 월드 챔피언십 순위권 팀 근황 (LCK, LPL) 0
우승 T1 6등 준우승 BLG 탈락 3위 Gen.G 2등 4위 5위 HLE 시즌...
-
평균 5등급 강원쪽 지방대 군대와서 5월부터 개념부터 시작해서 고려대 합격 지리던데
-
올픽 이건 맞음 ㅇㅇ
-
어짜피 사회나가면 중=경=외=시
-
과외 책으로 2
한완수를 시작하면 과외 학생이 겁먹지 않을까? 두께가 상당한데
-
이원준쌤 커리 타긴하는데 주간리트도 좋아보여서.. 둘다 풀어보신분 계신가여
-
심심한 백수에요.. 질문 많이 부탁
-
이번 만화는 1
지금까지 제가 만든 만화들 중에서 역대급으로 가장 긴 분량이 나올 예정입니다....
-
이제 고2 되는데 내신에서 선택과목으로 기하를 해야합니다. 대성 패스 있어서...
-
ㅇㄷㄴㅂㅌ
-
D-260 0
수학 확통 5단원/50문제 확통 6단원/15문제 드디어 확통 통계 파트 기출을...
-
파데 들으신분은 11일만에 끝났다고 하시는데 나는 아직 미적분 반밖에 못함
-
팩트는 8
물리만안했어도 수학실수만안했어도 설대식16점이오르는데 서성한은 가는건데 나 점수...
-
기숙학원 0
기숙학원에서 불법pdf써도돼??
-
제곧내 안보이면 노도카 올려놔야지
-
난 그냥 미적하는 문과였는데 졸지에 사탐런한 이과충됨ㅅㅂ
-
3,5,7,10모 등... 안보는 경우가 많나요
-
이야
-
시대인재 수학쌤 추천 부탁드려요
-
한완수 한완기 이해원n제 해모 거를 게 없음
-
까마득하네…
-
아는사람한테 물보고 왔는데 ㄷㄷ
-
도보 딸배 10일차... 이제 패딩+배낭+픽업 음식인 상태로 안쉬고 1km 정도는...
-
우선 수1 수2를 한완수로 개념을 했고 저에게 독학으로 공부하는게 효율이 좋다고...
-
장시작 2분전 4
외화를 벌어오는 영웅 호걸들의 시간이다

헉 ㄷㄷ 귀하신 분이 누추한 곳에... 감사합니다!
감사합니다 ㅎㅎ기하칼럼은 좋아요

감사합니다!!기하에 관심은 없지만 동정의 의미로 좋아요
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 아... 슬프지만 감사합니다... :)

이륙ㄱㄱ
감사합니다!
기하 유입 많이 많이 해주세요!!최고로 멋있어지는 방법!!

기하가 진짜 매력 터지고 멋있는 과목이라고 생각합니다. ㅎㅎ
신그저 시호님의 발자취를 걷고 있을 뿐입니다...

이거보고 확통 하기로 했다ㅋㅋㅋㅋ 우리 기하 많이 사랑해 주세요... 감사합니다!
기하해야되나

저희 기하 착해요 안 물어요현역이라 수능 기하치면 공통미적확통기하를 다 해야돼요ㅠㅠ
그럼 이참에 논술로...!
현역 화이팅입니다 ㅠㅠ 할 게 넘 많죠
읽어주셔서 감사합니다!
정성이 들어간 글 잘 읽었습니다 :)
기하 1등급으로서 너무 강추합니다 아주 좋아요
ㅎㅎ 기하가 잘 맞으시는 분들은 정말 편하게 1등급 받아가실 수 있다고 생각합니다

일단 모를 땐 xyz 3방향으로 단면화하기..이것도 아주 큰 도움이 되죠 ㅎㅎ 다음에 관련 내용으로 칼럼을 작성해볼 예정입니다

좋네요좋아해주셔서 감사합니다 ㅎㅎ!
미적러지만 개추

ㅎㅎ 읽어주셔서 감사합니다!
고트잖아 ...그저 "범부"일뿐...
방금정독했는데벽느껴져요
어질어질합니다
ㅎㅎ 열심히 써 봤습니다 감사합니다