중2단원 7심화 탐구

외심은 언제 삼각형 밖으로 나갈까요

외심(circumcenter)은 늘 삼각형 안에 있을까요? 꼭짓점을 움직이며 직접 확인해 볼까요?

이 페이지엔 채점 문제가 없어요. 슬라이더를 움직이면 외접원과 외심이 함께 바뀌어요.

1큰 그림

외접원은 세 꼭짓점을 지나는 하나뿐인 원

세 꼭짓점을 모두 지나는 원은 딱 하나예요. 그 중심이 외심이고, 세 꼭짓점까지 거리가 같죠(OA = OB = OC). 그런데 삼각형의 모양이 바뀌면 외심의 위치도 달라져요.

외심 실험실 · 꼭대기를 좌우로 움직여 볼까요?

예각삼각형(세 각이 모두 90°보다 작음) → 외심은 안쪽. 직각삼각형 → 외심은 빗변의 중점(변 위!). 둔각삼각형(한 각이 90°보다 큼) → 외심은 삼각형 밖으로 나가요.

2대조

내심은 반대로, 언제나 안쪽

외심은 밖으로도 나가지만, 내심(incenter)은 항상 삼각형 안에 있어요. 내접원이 세 변에 안쪽에서 닿아야 하니까 당연하죠. 이 차이가 시험에 자주 나와요.

외심 — 모양에 따라 안·변 위·밖. 내심 — 언제나 안.

3한 걸음 더

외심에서 생기는 특별한 각

외접원에서는 재미있는 각 관계가 생겨요. 외심 O에 대해 ∠BOC는 꼭짓각 ∠A의 두 배랍니다.

∠A = 50°이면 ∠BOC는 얼마일까요? 먼저 예상해 볼까요?

∠BOC = 2 × ∠A = 2 × 50° = 100°.

이 "중심각 = 원주각의 2배" 성질은 심화 문제에서 자주 쓰여요.

4왜 그럴까

왜 세 수직이등분선이 한 점에서 만날까요

한 변의 수직이등분선 위에 있는 점은, 그 변의 두 끝점에서 거리가 같아요.
변 AB 와 변 BC 의 수직이등분선이 만난 점을 O 라 해요. 그러면 OA = OB 이고 OB = OC 예요.
그러니 OA = OC — O 는 변 AC 의 수직이등분선 위에도 있어요. 셋이 저절로 한 점에서 만나요.
세 꼭짓점에서 거리가 같으니 O 를 중심으로 원을 그리면 세 꼭짓점을 모두 지나요. 이것이 외접원이에요. 내심은 각의 이등분선이 만나는 점인데, 각의 이등분선 위의 점은 두 변에서 거리가 같아요 — 그래서 원이 세 변에 닿아요.
5어디에 쓰일까

세 마을 한가운데, 삼각형 땅 한가운데

🚒 소방서를 어디에 놓을까요
세 마을에서 똑같이 떨어진 곳에 두면 어디로든 같은 시간에 갈 수 있어요. 그 자리가 바로 외심이에요. 세 마을을 잇는 변의 수직이등분선을 그으면 나와요.

⛲ 삼각형 공원에 분수를 놓는다면
가장 큰 원을 담으려면 세 변에서 똑같이 떨어진 곳이어야 해요. 그 자리가 내심이에요. 외심은 꼭짓점까지, 내심은 변까지의 거리를 재는 점 — 이 차이가 쓰임을 갈라요.

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