중3단원 9

원과 직선(chords & tangents)

원을 가로지르는 직선(현)과 원에 스치는 직선(접선). 둘 다 비밀은 하나 — 반지름을 그으면 직각삼각형이 생겨요.

1이어서

원 위의 두 점을 이으면 현, 스치면 접선

원 위의 두 점을 이은 선분이 현이에요(가장 긴 현이 지름). 원과 한 점에서만 만나는 직선이 접선, 그 점이 접점이에요. 그리고 기억할 것 하나 — 중심에서 현의 양 끝으로 반지름 두 개를 그으면 이등변삼각형이 생겨요(두 변이 반지름으로 같으니까요). 중2에서 배운 이등변삼각형의 성질이 이 단원의 열쇠예요.

지름이 10인 원의 반지름은?
2핵심

중심에서 현에 내린 수선은 현을 반으로 나눠요

이등변삼각형 OAB의 꼭짓점 O에서 밑변 AB에 수선을 내리면 밑변이 이등분되죠(중2). 그래서 원의 중심에서 현에 내린 수선은 그 현을 이등분해요. 거꾸로 현의 수직이등분선은 중심을 지나요. 이제 직각삼각형 하나가 생겼어요 — 빗변은 반지름, 두 변은 중심까지의 거리와 현의 절반. 피타고라스!

반지름 5, 중심에서 현까지 거리 3 → 현의 절반 = √(5² − 3²) = 4 → 현 = 8

반지름 10인 원에서 중심으로부터 거리가 6인 현의 길이는?
3★ 직접 움직여 봐요

현을 중심에서 멀리 보내면

d = 0 이면 현이 지름(길이 10), d = 5 면 현이 한 점으로 줄어들어 접선이 돼요. 중심에 가까운 현일수록 길어요. 같은 거리면 같은 길이 — 그래서 "중심에서 같은 거리에 있는 두 현의 길이는 같다"예요.

4정리

현의 길이 ↔ 중심까지의 거리

한 원에서 중심에서 같은 거리에 있는 두 현의 길이는 같고, 거꾸로 길이가 같은 두 현은 중심에서 같은 거리에 있어요. 이유는 위 직각삼각형 — 빗변(반지름)이 같고 한 변이 같으면 나머지 변도 같으니까요. 거리가 짧을수록 현은 길어요.

반지름 13인 원에서 길이가 24인 현은 중심에서 얼마나 떨어져 있나요?
5접선

접선은 접점에서 반지름과 수직

접선이 원에 닿는 점(접점) T와 중심 O를 이으면, OT ⊥ (접선)이에요. 원 밖의 점 P에서 접선을 그으면 직각삼각형 OTP가 생기고, 직각은 T에 있어요 — 그러니 빗변은 OP. 예: OP = 10, 반지름 6 → 접선의 길이 PT = √(10² − 6²) = 8.

OP = 13, 반지름 5 일 때 접선의 길이 PT 는?
6두 접선

원 밖 한 점에서 그은 두 접선의 길이는 같아요

P에서 접선을 두 개 그을 수 있어요(접점 A, B). 삼각형 OAP와 OBP는 빗변 OP를 공유하고 OA = OB(반지름)인 직각삼각형이라 합동(RHS) → PA = PB. 그래서 접점까지의 길이를 하나만 알면 다른 하나도 알아요. 두 접선이 이루는 각이 60°면 삼각형 PAB는 정삼각형이 돼요.

PA = 2x + 1, PB = 9 가 한 점 P에서 그은 두 접선의 길이일 때 x는?
7활용

내접원과 외접사각형 — 접선 길이 짝짓기

삼각형 안에 꼭 맞는 원(내접원)이 세 변에 접하면, 각 꼭짓점에서 나온 두 접선의 길이가 같아요: AD = AF, BD = BE, CE = CF. 이걸로 변의 길이를 쪼개 구해요. 원에 외접하는 사각형은 네 꼭짓점에서 접선 길이 짝을 더하면 AB + CD = AD + BC — 마주 보는 변의 합이 같아요.

원에 외접하는 사각형 ABCD에서 AB = 5, CD = 7, AD = 4 일 때 BC 는?
8내 말로

이제 직접 설명할 차례예요

정답 맞히기가 아니라, 이해한 걸 자기 말로 꺼내보는 거예요.

중심에서 현에 내린 수선이 현을 이등분하는 이유는, 반지름 두 개로 만든 삼각형이 이기 때문이에요. 접선 문제에서 직각은 에 있어요.

이등변삼각형이기 때문이고, 직각은 접점에 있어요.

반지름을 그으면 현 문제에선 이등변삼각형(→ 수선이 이등분), 접선 문제에선 직각(접점) — 어느 쪽이든 직각삼각형이 생겨서 피타고라스로 길이를 구할 수 있게 돼요. 반지름이 "숨은 변"이에요.

자기 말로 설명하면 돼요. 똑같지 않아도 괜찮아요.

9다음

이해했으면, 놀이터로 먼저 가볼까요

개념은 잡았어요. 놀이터에서 게임으로 먼저 확인하고, 연습 문제로 손에 익혀요.

🌸 이 단원을 끝까지 해냈어요. 잘했어요!

이 단원이 어렵게 느껴지나요?
⭕ 원의 성질 완전정복 — 중심에서 내린 수선과 접선을 한 뿌리에서 정리해요

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