최근 수정 시각 : 2024-03-07 13:42:20

등변 사다리꼴


평면기하학
Plane Geometry
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1. 정의2. 개념3. 성질4. 다른 사각형과의 관계5. 공식

1. 정의

isosceles trapezoid ・ -, -

한 쌍의 평행대변 중 하나의 양 밑각이 같은 사다리꼴. 이 때문에 등각사다리꼴[1]이라고도 한다. 볼록다각형이다.

잘못된 정의
  1. '평행하지 않은 한 쌍의 변의 길이가 같은 사다리꼴'로 정의: 등변사다리꼴은 '한 쌍의 대변만이 평행하고, 나머지 한 쌍은 평행하지 않아야 한다'는 전제를 두게 되어, 직사각형을 등변사다리꼴에 포함할 수 없다.
  2. '한 쌍의 평행한 대변을 제외한 나머지 두 변의 길이가 같은 사다리꼴'로 정의: 모든 평행사변형이 등변사다리꼴이 되어, '평행사변형'과 구별되는 개념으로서의 '등변사다리꼴'을 정의하려는 본래의 의도에 반한다.

2. 개념

등변사다리꼴에서 한 쌍의 평행한 대변을 제외한 나머지 두 변을 빗변이라고 한다.

3. 성질

  • 두 빗변을 연장하여 그은 직선들은 한 점에서 만나고, 한 쌍의 평행한 대변 중 어느 것과도 함께 이등변삼각형을 이룸(직사각형 제외)[2]
    • 한 쌍의 평행한 대변 중 짧은 것 그리고 긴 것을 각각 변으로 하는 두 이등변삼각형은 [math(\rm AA)] 닮음
    • 등변사다리꼴은 두 이등변삼각형 중 큰 것에서 작은 것을 잘라낸 모양
    • 두 직선의 교점은 한 쌍의 평행한 변 각각의 중점을 지나는 직선 위에 있음
  • 한 쌍의 평행한 변 각각의 중점을 지나는 직선에 대하여 대칭이지만, 360° 미만의 각으로 회전시켰을 때는 어떤 점을 기준으로 해도 원래 모양과 완벽하게 딱 겹쳐지지는 않음.
    • 한 쌍의 평행한 변 각각의 중점을 지나는 직선이 도형을 이등분, 이등분된 도형은 합동
    • 두 빗변이 같음
    • 대각선이 같음
  • 쌍대연꼴
  • 외접원이 존재하며, 그 중심은 빗변의 수직이등분선의 교점이다.[3]

4. 다른 사각형과의 관계

등변사다리꼴은 정의나 명칭에서부터 알 수 있듯이 사다리꼴이다. 그러나 평행사변형, 마름모, 연꼴, 직사각형, 정사각형 그 어느 것도 아니다.

5. 공식

  • [math(\textsf{\footnotesize{(넓이)}}=\dfrac{\{\textsf{\footnotesize{(윗변)}}+\textsf{\footnotesize{(아랫변)}}\}\times\textsf{\footnotesize{(높이)}}}2)]
  • [math(\begin{aligned}\textsf{\footnotesize{(둘레)}}&=\textsf{\footnotesize{(빗변)}}\times 2+\textsf{\footnotesize{(윗변)}}+\textsf{\footnotesize{(아랫변)}}\\&=2\sqrt{\{\textsf{\footnotesize{(긴 평행한 변)}}-\textsf{\footnotesize{(짧은 평행한 변)}}\}^2+\textsf{\footnotesize{(높이)}}^2}+\textsf{\footnotesize{(윗변)}}+\textsf{\footnotesize{(아랫변)}}\end{aligned})]

[1] 아래의 잘못된 정의 예시를 배제하기 위해 보다 에 주안점을 둔 이러한 옳은 정의에 충실해지자면 '등변사다리꼴'보다는 '등각사다리꼴'이 더 적절한 명칭이다.[2] 직사각형 역시 등변사다리꼴에 해당하지만, 직사각형의 두 빗변은 평행하기에 아무리 연장해도 한 점에서 만나지 않으며, 빗변이라고 부르기에도 애매하기까지 하다.[3] 직사각형의 경우는 대각선의 교점이다.