Lesson 1.1

삼각비의 뜻

Defining $\sin$, $\cos$, and $\tan$

직각삼각형의 한 예각을 정하면 세 변 사이의 비율이 정해진다. 그 세 가지 비율이 — $\sin, \cos, \tan$. 모양은 달라도 각이 같으면 비율은 변하지 않는다는 사실이 삼각비를 강력한 도구로 만든다.

Hook · 도입
"같은 각을 가진 직각삼각형들은 모두 닮음인데, 그 닮음에 어떤 의미가 있을까?"

모양은 달라도 각이 같으면 변의 비율은 모두 같다. ∠A가 일정한 모든 직각삼각형에서, 대변과 빗변의 비, 인접변과 빗변의 비, 대변과 인접변의 비 — 이 세 가지가 한꺼번에 결정된다. 그것이 바로 삼각비.

4 3 5 A 8 6 10 A 두 삼각형 모두 ∠A 동일 → sin A = 3/5 동일
Core · 변의 이름

직각삼각형의 세 변에 이름 붙이기

Naming the Three Sides

기준 각 $A$ 에 따라 세 변이 정해진다

직각삼각형 $\triangle ABC$ 에서 $\angle C = 90°$ 이고, 기준 각을 $A$ 라 하자.

빗변 (Hypotenuse) — 직각의 맞은편 변 ($\overline{AB}$) — 가장 긴 변
대변 (Opposite) — 각 $A$ 의 맞은편 변 ($\overline{BC}$)
인접변 (Adjacent) — 각 $A$ 에 닿아 있는 변 (빗변이 아닌) ($\overline{AC}$)
A B C 빗변 (Hypotenuse) 대변 인접변 A
중요. "대변"과 "인접변"은 기준 각이 누구냐에 따라 바뀐다. 같은 삼각형에서 ∠B 를 기준으로 하면 대변과 인접변이 서로 바뀐다.
Core · 정의

세 가지 비율 — $\sin, \cos, \tan$

The Three Trigonometric Ratios

한 예각에서 정의되는 세 비율

sine
$\sin A = \dfrac{\text{대변}}{\text{빗변}}$
SOH (Sin = Opp / Hyp)

"$A$ 의 사인" — 대변과 빗변의 비.

cosine
$\cos A = \dfrac{\text{인접변}}{\text{빗변}}$
CAH (Cos = Adj / Hyp)

"$A$ 의 코사인" — 인접변과 빗변의 비.

tangent
$\tan A = \dfrac{\text{대변}}{\text{인접변}}$
TOA (Tan = Opp / Adj)

"$A$ 의 탄젠트" — 대변과 인접변의 비.

예시 — $3$-$4$-$5$ 직각삼각형

직각 $C$, 대변 $a = 3$ (∠A의 맞은편), 인접변 $b = 4$, 빗변 $c = 5$.

  • $\sin A = \dfrac{3}{5}$ (대변 / 빗변)
  • $\cos A = \dfrac{4}{5}$ (인접변 / 빗변)
  • $\tan A = \dfrac{3}{4}$ (대변 / 인접변)
Memory · 암기법

SOH-CAH-TOA

The Universal Mnemonic
SOH · CAH · TOA
Sin  =  Opposite  /  Hypotenuse
Cos  =  Adjacent  /  Hypotenuse
Tan  =  Opposite  /  Adjacent

전 세계 학생들이 외우는 암기법. 영어로 "쏘카토아"로 발음. 세 비율의 정의를 한 번에 기억할 수 있다.

한국식 암기법으로는 "사대빗 · 코인빗 · 탄대인" — 사인은 변/변, 코사인은 접변/변, 탄젠트는 변/접변.
Insight · 통찰

닮은 삼각형 — 삼각비의 불변성

Why Trig Ratios Don't Depend on Size

각이 같으면 비율도 같다

각이 같은 두 직각삼각형은 닮음. 닮은 도형에서 대응하는 변의 비는 모두 같으므로, $\sin, \cos, \tan$ 의 값도 같다.

예) ∠A = 같은 두 직각삼각형:
작은 것 : $3$ - $4$ - $5$ → $\sin A = 3/5$
큰 것 (2배) : $6$ - $8$ - $10$ → $\sin A = 6/10 = 3/5$ ✓
핵심 통찰. 삼각비는 에만 의존하고 삼각형의 크기에는 무관. 그래서 $\sin 30°$ 는 어떤 크기의 삼각형이든 항상 $1/2$.

$\sin^2 A + \cos^2 A = 1$ — 피타고라스의 부산물

직각삼각형에서 피타고라스 정리 $(대변)^2 + (인접변)^2 = (빗변)^2$. 양변을 (빗변)² 으로 나누면:

$\left(\dfrac{대변}{빗변}\right)^2 + \left(\dfrac{인접변}{빗변}\right)^2 = 1$
$\Rightarrow \;\; \sin^2 A + \cos^2 A = 1$

이 항등식이 삼각비의 가장 기본적인 관계 — 고등학교에서도 계속 등장한다.

Interactive · 실험실

삼각비 계산기

Trig Ratio Calculator

대변과 인접변 길이를 입력하면 $\sin, \cos, \tan$ 가 자동 계산된다.

A B C
Quick Check · 즉문즉답

5문제 즉시 점검

Five Rapid Questions
Q1. $\sin A$ 의 정의는? (한글로 — 예: 대변/빗변)
Q2. 직각삼각형 ($\angle C = 90°$) 에서 $a = 3, b = 4$ 일 때 $\sin A$ 의 값은? (분수)
Q3. 같은 삼각형에서 $\cos A$ 의 값은?
Q4. 같은 삼각형에서 $\tan A$ 의 값은?
Q5. 직각삼각형 ($\angle C = 90°$) 에서 $a = 5, b = 12$ 일 때 $\sin A$ 의 값은? (빗변은 $13$)
Examples · 예제

풀이가 있는 두 예제

Worked Examples
예제 1 · 정의 적용

직각삼각형 ($\angle C = 90°$) 에서 $a = 6, b = 8$ 일 때, $\sin A, \cos A, \tan A$ 를 모두 구하라.

먼저 피타고라스로 빗변 계산.
  1. 빗변 $c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10$
  2. $\sin A = \dfrac{a}{c} = \dfrac{6}{10} = \dfrac{3}{5}$
  3. $\cos A = \dfrac{b}{c} = \dfrac{8}{10} = \dfrac{4}{5}$
  4. $\tan A = \dfrac{a}{b} = \dfrac{6}{8} = \dfrac{3}{4}$
  5. $\sin^2 A + \cos^2 A = \dfrac{9}{25} + \dfrac{16}{25} = 1$ ✓ (피타고라스 항등식 확인)
예제 2 · 한 비로 다른 비 구하기

직각삼각형에서 $\sin A = \dfrac{3}{5}$ 일 때, $\cos A$ 와 $\tan A$ 를 구하라.

대변 = 3, 빗변 = 5 → 인접변을 피타고라스로 찾기.
  1. $\sin A = \dfrac{3}{5}$ → 대변 = 3, 빗변 = 5
  2. 피타고라스 : 인접변 $= \sqrt{5^2 - 3^2} = \sqrt{16} = 4$
  3. $\cos A = \dfrac{4}{5}$,   $\tan A = \dfrac{3}{4}$
  4. 검증 : $\sin^2 A + \cos^2 A = \dfrac{9}{25} + \dfrac{16}{25} = 1$ ✓
Practice · 연습

난이도별 연습 8문제

Eight Graded Problems
01

직각삼각형 ($\angle C = 90°$) 에서 $a = 6, b = 8$, 빗변 $10$. $\sin A$ 의 값은?

02

같은 삼각형에서 $\cos A$ 의 값은?

03

같은 삼각형에서 $\tan A$ 의 값은?

04★★

직각삼각형에서 $\sin A = \dfrac{4}{5}$ 일 때 $\cos A$ 의 값은? [힌트: 피타고라스]

05★★

직각삼각형에서 $\cos A = \dfrac{5}{13}$ 일 때 $\sin A$ 의 값은?

06★★

직각삼각형에서 $\tan A = \dfrac{1}{2}$ 일 때 $\sin A$ 의 값은? (예: √5/5)

07★★★

직각삼각형 ($\angle C = 90°$) 에서 $a = 9, b = 12$, 빗변 $15$ 일 때, $\angle B$ 의 대변은 $9$이므로 $\sin B$ 의 값은? [힌트: 기준 각이 $B$ 라면 대변·인접변이 바뀐다]

08★★★

$\sin A = \dfrac{3}{5}$, $\cos A = \dfrac{4}{5}$ 일 때 $\sin^2 A + \cos^2 A$ 의 값은?

세 변, 세 비율 — 한 각이 모든 것을 결정

$\sin, \cos, \tan$ — 직각삼각형의 한 예각만 정해지면 세 가지 비율이 모두 결정된다. 그리고 그 비율들은 삼각형의 크기에 무관 — 닮음이기 때문. 다음 차시에서는 특수한 세 각($30°, 45°, 60°$)의 삼각비 값을 외운다.

"In a right triangle, one angle determines three ratios." — the heart of trigonometry