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입체도형: 면, 모서리, 꼭짓점, 전개도, 투상도

입체도형은 가로, 세로, 높이가 있어서 공간을 차지해요. 면(평평하거나 굽은 겉면), 모서리(두 면이 만나는 선), 꼭짓점(뾰족한 점)의 수를 세어 입체도형을 설명해요. 각기둥은 서로 같은 두 밑면을 직사각형이 이어 주고, 각뿔은 밑면 하나와 꼭대기 한 점에서 만나는 삼각형으로 이루어져요. 원기둥, 원뿔, 구는 굽은 면이 있어요. 전개도는 입체도형을 펼쳐 놓은 평면 그림이에요. 위, 앞, 옆에서 보면 세 가지 투상도가 나와요. 평평한 면으로만 된 입체도형은 면의 수 + 꼭짓점의 수 − 모서리의 수 = 2 (오일러 공식)가 항상 성립해요.

🎬 단계별 이야기

  1. 이것은 정육면체예요. 평평한 면이 6개, 모서리가 12개, 꼭짓점이라 부르는 모퉁이가 8개 있어요. 빨간 점을 세어 보세요. 8개예요.
  2. 입체도형에도 가족이 있어요. 각기둥과 각뿔은 평평한 면만 있어요. 원기둥, 원뿔, 구는 굽은 면이 있어요.
  3. 전개도는 입체도형을 잘라서 평평하게 펼친 그림이에요. 정사각형 6개를 접으면 정육면체가 돼요. 펼쳐지는 모습을 보세요.
  4. 앞, 위, 옆에서 각각 보세요. 같은 입체도형도 평평한 그림이 세 가지로 달라 보여요.
  5. 면, 꼭짓점, 모서리를 세어 보세요. 면 + 꼭짓점 − 모서리는 이런 입체도형에서 항상 2예요.
  6. 이제 직접 해 봐요. 입체도형을 골라서 세어 보고, 슬라이더를 움직여 전개도를 정육면체로 접어 보세요.

팁: 3D 화면을 드래그하면 돌아가요. 두 손가락으로 확대할 수 있어요.

🤔 헷갈리는 점, 한 번에 해결

꼭짓점과 모서리는 같은 건가요?

아니에요. 모서리는 두 면이 만나는 선이고, 꼭짓점은 모서리들이 만나는 점이에요. 정육면체는 모서리가 12개지만 꼭짓점은 8개뿐이에요.

원기둥에도 모서리가 있나요?

굽은 면과 평평한 밑면이 만나는 원 모양의 굽은 모서리가 2개 있어요. 꼭짓점은 없어요.

전개도가 맞는지 어떻게 알 수 있나요?

정사각형을 하나씩 머릿속으로 접어 보세요. 모든 면이 서로 다른 쪽에 놓이고 겹치는 면이 없어야 해요.

투상도는 왜 중요한가요?

건축가와 기술자는 종이만 보고 입체를 알 수 없어요. 평평한 세 가지 그림이 있으면 필요한 크기를 모두 알 수 있어요.

오일러 공식은 구에도 쓸 수 있나요?

이 공식은 다면체, 즉 평평한 다각형 면으로 된 입체도형을 위한 거예요. 굽은 입체는 다른 방법으로 세요.

각기둥과 각뿔은 무엇이 다른가요?

각기둥은 같은 밑면이 두 개이고 어디를 잘라도 단면이 같아요. 각뿔은 밑면이 하나이고 위로 갈수록 좁아져 한 점이 돼요.

입체도형이란?

정사각형 같은 평면도형은 가로와 세로만 있어요. 이것을 2차원이라고 해요. 입체도형(3차원 도형)은 높이도 있어서 공간을 차지해요.

다각형인 평평한 면으로만 이루어진 입체도형을 다면체라고 해요.

입체도형의 가족

입체도형면꼭짓점모서리
정육면체정사각형 6개812
직육면체직사각형 6개812
삼각기둥569
사각뿔558
삼각뿔(사면체)446
원기둥평평한 면 2 + 굽은 면 102 (굽은 선)
원뿔평평한 면 1 + 굽은 면 11 (꼭대기 점)1 (굽은 선)
구굽은 면 100

각기둥은 서로 같고 평행한 두 밑면(자른 단면이 늘 같아요)을 직사각형들이 이어 주는 입체도형이에요. 각뿔은 밑면이 하나이고, 삼각형 면들이 한 점인 꼭짓점(뿔의 꼭대기)에서 만나요. 각기둥과 각뿔은 밑면의 모양에 따라 이름을 붙여요.

밑면이 n각형인 각기둥: 면 = n + 2, 꼭짓점 = 2n, 모서리 = 3n. 밑면이 n각형인 각뿔: 면 = n + 1, 꼭짓점 = n + 1, 모서리 = 2n.

전개도: 입체도형을 펼친 모양

전개도는 접으면 입체도형이 되는 평면 그림이에요. 모든 면이 한 번씩 들어 있어요.

정사각형 6개를 붙인다고 모두 정육면체 전개도가 되는 것은 아니에요. 접었을 때 두 정사각형이 같은 자리에 겹치면 안 돼요.

투상도와 스케치

기술자들은 입체도형을 평평한 그림 세 장으로 그려요. 앞에서 본 모양(정면도), 위에서 본 모양(평면도), 옆에서 본 모양(측면도)이에요. 예를 들어 세워 놓은 원기둥은 앞에서 보면 직사각형, 위에서 보면 원이에요. 사각뿔은 앞에서 보면 삼각형, 위에서 보면 대각선이 그어진 정사각형이에요.

종이에는 등각 점 종이에 입체도형을 스케치할 수 있어요. 보이지 않는 모서리는 점선으로 그려요.

집에서 해 보기

빈 치약 상자나 차 상자를 가져오세요. 면, 모서리, 꼭짓점을 세어 보세요. 그다음 몇몇 모서리를 조심해서 잘라 평평하게 펼쳐 보세요. 바로 전개도예요. 상자를 위, 앞, 옆에서 보고 세 가지 모양을 그려 보세요.

핵심 공식과 정의

풀이 예제

1. 육각기둥의 F, V, E를 구하고 오일러 공식이 맞는지 확인하세요.

1단계: n = 6. 2단계: F = 6 + 2 = 8. 3단계: V = 2 × 6 = 12. 4단계: E = 3 × 6 = 18. 확인: 8 + 12 − 18 = 2. 맞아요.

2. 다면체의 면이 7개, 꼭짓점이 10개예요. 모서리는 몇 개일까요?

1단계: F + V − E = 2. 2단계: 7 + 10 − E = 2. 3단계: 17 − E = 2이므로 E = 15.

3. 원기둥 전개도에서 원의 반지름이 7 cm예요. 직사각형의 가로 길이는 얼마여야 할까요?

직사각형이 원을 한 바퀴 감싸므로 가로 길이 = 원의 둘레 = 2 × π × r = 2 × 22/7 × 7 = 44 cm.

자주 하는 실수

연습 퀴즈

1. 정육면체의 꼭짓점은 몇 개일까요?
2. 굽은 면 하나만 있고 평평한 면이 없는 입체도형은?
3. 원기둥의 전개도는 무엇으로 이루어져 있을까요?
4. 세워 놓은 원기둥을 위에서 본 모양은?
5. 다면체에서 F = 8, V = 6이면 E =

연습: 직접 풀어 보세요

답을 입력하거나 고른 뒤 확인을 누르세요. 막히면 힌트를 보세요. 풀이는 답을 낸 뒤에 나타나요.

자주 묻는 질문

면, 모서리, 꼭짓점이란 무엇인가요?

면은 입체도형의 겉면, 모서리는 면과 면이 만나는 선, 꼭짓점은 모서리들이 만나는 점이에요.

정육면체의 전개도는 몇 가지인가요?

정육면체의 전개도는 모두 11가지예요.

입체도형의 오일러 공식은 무엇인가요?

모든 다면체에서 면의 수 + 꼭짓점의 수 − 모서리의 수 = 2예요.

배우는 곳

RomaniaClasa a VIII-aElements of solid geometry
CBSE (India)Class 8Exploring Some Geometric Themes
England (GCSE, A level)Year 9Geometry and measures
South Korea고등학교 2학년Shapes and measurement
South Korea고등학교 3학년Space

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