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측량

IGCSE 수학 · 주제 5

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7:47

측량

The Great Pyramid of Giza has stood for four and a half thousand years. How much stone is inside it? About two and a half million cubic metres — and one…

영어 내레이션 · 영어 + 중국어 자막 burned-in

이 학습지는 Topic 5, Mensuration(길이, 면적, 부피 측정)을 다루고 있습니다. 여기의 Core와 Extended 내용은 거의 동일합니다. 시험에서는 공식 목록(List of formulas)에 몇 가지 공식이 주어지지만, 모든 공식을 암기해야 합니다.

5.1

단위

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
실생활에서 질량, 길이, 면적, 부피 및 용량의 메트릭 단위를 사용하고 양을 더 큰 또는 더 작은 단위로 변환할 수 있다. 단위 예시: • mm, cm, m, km • $\text{mm}^2$, $\text{cm}^2$, $\text{m}^2$, $\text{km}^2$ • $\text{mm}^3$, $\text{cm}^3$, $\text{m}^3$ • ml, l • g, kg. 단위 간 변환 include: • 서로 다른 면적 단위 간, 예: $\text{cm}^2 \leftrightarrow \text{m}^2$ • 부피와 용량 단위 간, 예: $\text{m}^3 \leftrightarrow \text{litres}$.

출처: Cambridge International syllabus

우리는 질량(mass) (g, kg), 길이(length) (mm, cm, m, km), 면적, 부피(volume), 용량(capacity) (ml, 리터 — 용기 내부의 공간)에 미터법(metric) 단위를 사용합니다.

사다리: km to m (×1000), m to cm (×100), cm to mm (×10)
길이 단위 변환: 아래로 갈 때는 곱하고, 위로 갈 때는 나눕니다

단위를 변환할 때 제곱과 세제곱에 주의하십시오:

  • 길이: $1\text{ m} = 100\text{ cm}$.
  • 면적: $1\text{ m}^{2} = 100^{2} = 10\,000\text{ cm}^{2}$.
  • 부피: $1\text{ m}^{3} = 100^{3} = 1\,000\,000\text{ cm}^{3}$.
  • 용량: $1\text{ litre} = 1000\text{ cm}^{3}$이므로, $1\text{ m}^{3} = 1000$ 리터입니다.

풀이 예제. $3\text{ m}^{2}$를 $\text{cm}^{2}$로 변환하십시오.

$$3 \times 10\,000 = 30\,000\text{ cm}^{2}.$$
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단위 선택 실험실

측정 스케일에 맞는 단위를 선택하세요.

English 한국어
metric/ˈmetrɪk/ 메트릭
mass/mæs/ 질량
length/leŋθ/ 길이
volume/ˈvɒljuːm/ 부피
capacity/kəˈpæsɪti/ capacity
perimeter/pəˈrɪmɪtə/ 둘레
5.2

기본 도형의 둘레와 면적

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
직사각形, 삼각形, 평행사변형, 사다리꼴의 둘레와 면적에 대한 계산을 수행하십시오. 삼각형의 면적을 제외하고는 공식이 주어지지 않습니다.
과목 내용 참고 사항 및 예시
사각형, 삼각형, 평행사변형 및 사다리꼴의 둘레와 면적에 대한 계산을 수행한다. 삼각형의 면적을 제외한 모든 공식은 제공되지 않는다.

출처: Cambridge International syllabus

둘레는 도형 전체를 한 바퀴 돌았을 때의 거리입니다. 면적은 내부의 평면 공간의 넓이입니다. 여기서 $b$는 밑변이고 $h$는 수직 높이입니다.

도형 면적
사각형 $\text{length} \times \text{width}$
삼각형 $\tfrac{1}{2} \times b \times h$
평행사변형 $b \times h$
사다리꼴 $\tfrac{1}{2}(a + b)h$, 여기서 $a$과 $b$는 두 평행 변입니다
사각형, 삼각형, 평행사변형 및 사다리의 밑변, 높이 및 평행 변이 표시되어 있으며 각 도형마다 면적 공식이 제시된 그림
기본 도형의 면적; $b$는 밑변, $h$은 수직 높이이며, $a$와 $b$는 사다리꼴의 두 평행 변입니다.

풀이 예제. 사다리꼴의 평행 변이 $6\text{ cm}$와 $10\text{ cm}$, 높이가 $4\text{ cm}$일 때 면적을 구하십시오.

$$\tfrac{1}{2}(6 + 10) \times 4 = \tfrac{1}{2} \times 16 \times 4 = 32\text{ cm}^{2}.$$
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면적 확장 실험실

면적 = 변^2

변의 길이를 변경하여 면적이 이차적으로 증가하는 이유를 확인하십시오.

English 한국어
area/ˈeərɪə/ 면적
5.3

원

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 원의 둘레와 면적에 대한 계산을 수행하십시오. 답안을 $\pi$의 형태로 요구할 수 있습니다.
2 부채꼴의 각도가 $360^\circ$의 인수인 경우, 원의 둘레와 면적에 대한 분수로서 호의 길이와 부채꼴의 면적에 대한 계산을 수행하십시오. 공식은 공식 목록에 주어집니다.
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 원의 둘레와 면적을 계산한다. 답을 $\pi$의 형태로 요구할 수 있다. 공식은 공식 목록에 명시되어 있다.
2 원의 둘레와 면적에 대한 분수인 호의 길이와 섹터의 면적을 계산한다. 소호와 대호 섹터를 포함한다.

출처: Cambridge International syllabus

반지름이 $r$인 원(및 지름이 $d = 2r$)에 대해:

반지름 r, 둘레 = πd, 면적 = πr²인 원의 그림
원: 둘레 = pi d 및 면적 = pi r 제곱
$$\text{circumference} = 2\pi r = \pi d, \qquad \text{area} = \pi r^{2}.$$

둘레는 원 주변을 한 바퀴 도는 거리입니다.

풀이 예제. 반지름이 $7\text{ cm}$인 원의 둘레와 면적을 구하십시오 (답안에서 $\pi$을 그대로 두십시오).

$$\text{circumference} = 2\pi \times 7 = 14\pi\text{ cm}, \qquad \text{area} = \pi \times 7^{2} = 49\pi\text{ cm}^{2}.$$
English 한국어
circle/ˈsɜːkl/ 원
radius/ˈreɪdɪəs/ 반경
diameter/daɪˈæmɪtə/ 직경
circumference/sɜːˈkʌmfrəns/ 둘레
5.3

호(hook)와 섹터(sector)

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 원의 둘레와 면적에 대한 계산을 수행하십시오. 답안을 $\pi$의 형태로 요구할 수 있습니다.
2 부채꼴의 각도가 $360^\circ$의 인수인 경우, 원의 둘레와 면적에 대한 분수로서 호의 길이와 부채꼴의 면적에 대한 계산을 수행하십시오. 공식은 공식 목록에 주어집니다.
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 원의 둘레와 면적을 계산한다. 답을 $\pi$의 형태로 요구할 수 있다. 공식은 공식 목록에 명시되어 있다.
2 원의 둘레와 면적에 대한 분수인 호의 길이와 섹터의 면적을 계산한다. 소호와 대호 섹터를 포함한다.

출처: Cambridge International syllabus

호는 둘레의 일부입니다. 섹터는 두 반지름 사이의 "피자 조각" 모양입니다. 섹터의 중심각이 $\theta$라면, 호와 섹터는 전체 원의 해당 분수 $\dfrac{\theta}{360}$에 해당합니다:

$$\text{arc length} = \frac{\theta}{360} \times 2\pi r, \qquad \text{sector area} = \frac{\theta}{360} \times \pi r^{2}.$$
중심각 theta, 반지름 r가 표시되고 곡선 가장자리를 따라 호가 있는 음영 섹터가 있는 원의 그림
섹터는 전체 원의 분수 $\tfrac{\theta}{360}$이므로, 그 호와 면적도 둘레와 면적의 해당 분수가 됩니다.

작은 조각은 **소섹터(major sector)**이며, 큰 나머지 부분은 **대섹터(major sector)**입니다.

풀이 예제. 중심각이 $90^{\circ}$이고 반지름이 $8\text{ cm}$인 섹터의 호의 길이와 면적을 구하십시오.

분수는 $\dfrac{90}{360} = \dfrac{1}{4}$이므로,

$$\text{arc} = \tfrac{1}{4} \times 2\pi \times 8 = 4\pi\text{ cm}, \qquad \text{area} = \tfrac{1}{4} \times \pi \times 8^{2} = 16\pi\text{ cm}^{2}.$$
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호 & 부채꼴

s = rθ · A = ½r²θ

더 큰 각 또는 반지름은 더 긴 호와 더 큰 부채꼴 면적을 의미합니다.

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호 길이와 부채꼴 면적

각도와 반지름을 변경하여 호 길이와 부채꼴 면적을 읽어보세요 — 전체 원의 일부입니다.

English 한국어
arc/ɑːk/ 호
sector/ˈsektə/ 세クター
minor sector/ˈmaɪnə ˈsektə/ 소초
major sector/ˈmeɪdʒə ˈsektə/ 대초
arc length/ɑːk leŋθ/ arc 길이를 가진다
5.4

입체의 표면적과 부피

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
직육면체, 원기둥, 구, 뾰족한 꼭짓점을 가진 입체, 원뿔의: • 표면적과 부피를 계산하고 관련 문제를 해결합니다. 답은 $\pi$ 단위로 요구될 수 있습니다. 다음 공식들은 공식 목록에 주어집니다: • 원기둥의 곡면적 • 원뿔의 곡면적 • 구의 표면적 • 기하체의 부피 • 뾰족한 꼭짓점을 가진 입체의 부피 • 원기둥의 부피 • 원뿔의 부피 • 구의 부피. 기하체(prism)라는 용어는 원기둥 섹터와 같은 일정 단면을 가진 모든 입체를 의미합니다.

출처: Cambridge International syllabus

기저의 피라미드들
기저의 피라미드들은 정사각뿔입니다 — 3차원 입체도형입니다.

표면적은 모든 외부 면의 총 넓이입니다. 부피는 내부의 공간입니다. 이러한 입체($r$ = 반지름, $h$ = 높이)에 대해:

입체 부피 표면적
정육면체 $\text{length} \times \text{width} \times \text{height}$ 6개의 면 모두 더하기
** Prism** (단면 면적) $\times$ × 길이 —
원기둥 $\pi r^{2} h$ $2\pi r h$(곡면) $+\, 2\pi r^{2}$
뿔 $\tfrac{1}{3} \times \text{base area} \times h$ —
원뿔 $\tfrac{1}{3}\pi r^{2} h$ $\pi r l$(곡면) $+\, \pi r^{2}$, 여기서 $l$는 경사 높이입니다
구 $\tfrac{4}{3}\pi r^{3}$ $4\pi r^{2}$
정육면체, 원기둥, 원뿔 및 구가 3D로 그려져 있고 반지름, 높이, 길이 및 경사 높이를 나타내는 치수가 표시된 그림
일반적인 입체도형과 그들의 부피 및 표면적 공식에 사용되는 치수($r$, $h$, $\ell$, 경사 $l$).

풀이 예제. 반지름이 $5\text{ cm}$이고 높이가 $10\text{ cm}$인 원기둥의 부피와 총 표면적($\pi$를 사용하여)을 구하십시오.

$$\text{volume} = \pi \times 5^{2} \times 10 = 250\pi\text{ cm}^{3}.$$
$$\text{surface area} = 2\pi(5)(10) + 2\pi(5)^{2} = 100\pi + 50\pi = 150\pi\text{ cm}^{2}.$$
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부피 확장 실험실

표면적은 스케일^2에 따라 증가합니다

길이의 스케일을 변경하여 부피가 표면적보다 빠르게 증가함을 확인하십시오.

English 한국어
base/beɪs/ 근본(베이스)
height/haɪt/ 신장
rectangle/ˈrektæŋɡl/ 직사각형
triangle/ˈtraɪæŋɡl/ 삼각형
parallelogram/ˌpærəˈleləɡræm/ 평행사변형
trapezium/trəˈpiːzɪəm/ 사대변형(사다리꼴)
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ 표면적
cuboid/ˈkjuːbɔɪd/ 직육면체
prism/ˈprɪzəm/ Prism
cross-section/krɒs ˈsekʃn/ 단면
cylinder/ˈsɪlɪndə/ 원기둥
curved surface area/kɜːvd ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ 곡면적
pyramid/ˈpɪrəmɪd/ 피라미드
cone/kəʊn/ 원뿔
slant height/slænt haɪt/ 슬랜트 높이
sphere/sfɪə/ 구(球)
5.5

복합 도형과 도형의 부분

Syllabus
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 복합 도형 및 도형 부분의: • 둘레와 면적을 계산하고 관련 문제를 해결합니다. 답은 $\pi$ 단위로 요구될 수 있습니다.
2 복합 입체 및 입체 부분의: • 표면적과 부피를 계산하고 관련 문제를 해결합니다. 예: 구의 반의 부피를 구합니다.
과목 내용 참고 사항 및 예시
1 복합 도형 및 도형 부분의: • 둘레와 면적을 계산하고 관련 문제를 해결합니다. 답은 $\pi$ 단위로 요구될 수 있습니다.
2 복합 입체 및 입체의 부분의 표면적과 부피 관련 문제 해결 및 계산을 수행한다. 예를 들어, 단면원추의 표면적과 부피를 구하시오.

출처: Cambridge International syllabus

쌓여 있는 컨테이너
쌓여 있는 컨테이너는 직육면체이며, 부피는 길이 × 너비 × 높이입니다.

복합 도형은 단순한 도형들을 연결하거나 자르는 것으로 구성됩니다. 잘 알려진 부분으로 나누어 더하거나 빼십시오.

원이나 입체의 "부분"에 대해서는 적절한 분수를 사용하십시오. 예를 들어, 반구(구의 절반)의 부피는

$$\tfrac{1}{2} \times \tfrac{4}{3}\pi r^{3} = \tfrac{2}{3}\pi r^{3}.$$

단면 원뿔은 윗부분이 잘린 원뿔 또는 뿔로, 전체 원뿔의 부피에서 작은 윗부분 원뿔의 부피를 빼서 구할 수 있습니다.

풀이 예제. 직사각형 $8\text{ cm} \times 5\text{ cm}$의 한 쪽 끝에 지름이 $5\text{ cm}$인 반원이 붙어 있는 도형의 면적을 구하십시오.

가로 8, 세로 5인 직사각형의 오른쪽 끝에 지름 5인 반원을 붙인 도형
복합 도형을 잘 알려진 부분으로 나누십시오 — 여기서는 직사각형과 반원을 더한 것 — 그런 다음 면적을 합산하십시오.

반원의 반지름은 $2.5\text{ cm}$입니다:

$$\text{area} = 8 \times 5 + \tfrac{1}{2}\pi (2.5)^{2} = 40 + 3.125\pi \approx 49.8\text{ cm}^{2}.$$
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합성 도형 경로

합성 도형을 간단한 부분으로 분리한 후 다시 결합하십시오.

English 한국어
compound shape/ˈkɒmpaʊnd ʃeɪp/ 복합 도형
hemisphere/ˈhemɪsfɪə/ 반구
frustum/ˈfrʌstəm/ 단면 원뿔
5.5

시험 팁

  • 공식과 도형을 맞추십시오: 원의 면적은 $\pi r^2$, 둘레는 $\pi d$(또는 $2\pi r$) — 혼동하지 마십시오.
  • 단위를 일관되게 유지하고, 면적 단위는 제곱이고 부피 단위는 세제곱임을 기억하십시오 (예: $1\text{ m}^2 = 10\,000\text{ cm}^2$).
  • 호나 섹터에 대해서는 전체 둘레 또는 면적의 분수 $\frac{\theta}{360}$를 사용하십시오.
  • 표면적은 모든 면의 총합입니다 — 확실하지 않다면 전개도를 그리십시오. 질문이 허용하는 경우에만 답안을 $\pi$만으로 표현하십시오.

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