01 OP OX  ∠XOP ×  ≤ OP   OP ∠XOP OX O OP OX OP O   OP OP ∠XOP OP OX OP       ﾟ ﾟ × ﾟ  ﾟ ﾟ × ﾟ ﾟ ﾟ × ﾟ

01 ^{일반각과  호도법 1} 삼각함수의  뜻과  그래프

일반각

시초선  OX와  동경  OP가  나타내는  양의  최소각을  라  할  때,  ∠XOP를  나타내는 

   ×    (은  정수,   ≤   ) 를  동경  OP가  나타내는  일반각이라고  한다.

▷ 일반각은  지금까지   에서   까지의  범위로  나타냈던  각의  크기를  더  넓은  범위로  확장하는  개념이다. 

▷ 오른쪽  그림에서  ∠XOP의  크기는  반직선  OP가  고정된  반직선  OX의  위치에서  점  O를  중심으로  회전한  양으로  정한다. 

▷ 이때  반직선  OX를  시초선 반직선 ,  OP를  동경이라고  한다.

▷ 동경  OP가  점  O를  중심으로  회전할  때 시계의  바늘이 ,  도는  방향과  반대인  방향을  양의  방향이라  하고 시계의 ,  바늘이  도는  방향과  같은  방향을  음의  방향이라고  한다. 

▷ 아래  그림과  같이   와    가  나타내는  동경은  같지만  회전  방향에  따라서  양의  각과  음의  각으로  표현할  수  있다. 

▷ 이와  같이  ∠XOP의  크기가  주어지면  동경  OP의  위치는  하나로  정해지지만 동경 ,  OP의  위치가  정해졌을  때 동경 ,  OP가  나타내는  각의  크기는  하나로  결정되지  않는다 아래 .  그림은  시초선  OX와   를  이루는  위치에  있는  동경  OP가  나타내는  여러  가지  각의  크기를  보여준다.

ﾟ  ﾟ ×   ﾟ ﾟ  ﾟ ×   ﾟ  ﾟ  ﾟ ×    ﾟ

동경

시초선

▷ 일반적으로  ∠XOP의  크기  중  하나를   ( ≤    라고  할  때 동경 ) ,  OP가  나타내는  각의  크기는  일반적으로   ×    단( ,  은  정수 로  나타낼  수  있다 이것을  동경 )  .  OP 가  나타내는  일반각이라고  한다. 

▷ 오른쪽  그림과  같이  좌표평면  위에서  시초선  OX를   축의  양의  방향으로  잡을  때 동경 ,  OP가  제  몇  사분면에  있는가에  따라  그  각을  각각  제  제,  , 제, 제사분면의  각이라고  한다 예를 .  들어   는  제 사분면의  각이고,   는  제 사분면의  각이다. 

보통  좌표평면에서는 

( 축의  양의  방향을  시초선  OX로  정한다.)

▷ 좌표축은  어느  사분면에도  속하지  않으므로 동경이  좌표축  위에 ,  놓이는  경우  동경이  나타내는  각은  어느  사분면에도  속하지  않는다고  한다. 

시초선  OX와  동경  OP가  나타내는  각의  크기가   일  때  ∠XOP의  크기를  동경  OP 가  나타내는  일반각으로  나타내시오.

       ×    단  ( ,  은  정수)

다음  각은  몇  사분면의  각인지  말하시오.

      (1)         (2)         (3)   

  (1)     ×    이므로  제사분면의  각   (2)     ×    이므로  제사분면의  각   (3)      ×     이므로  제사분면의  각

호도법

반지름의 길이와 호 AB 의 길이가 같을 때의 중심각의 크기를 라디안 1 (radian) 이라 하고 이것을 단위로 각을 나타내는 것을 호도법이라고 한다, .

▷ 오른쪽 그림과 같이 반지름의 길이가 인 원에서 길이가 인 호 AB에 대한 중심각의 크기를 °라고 하면 호의 길이는 , 중심각의 크기에 비례하므로

    °  °

이다. 따라서 °  

°이다.

여기에서 

°는 반지름의 길이 에 관계없이 항상 일정하

다. 이 일정한 각의 크기 

°를 라디안(radian 이라고 한다) .

육십분법과  호도법  사이의  관계

      라디안 

ﾟ ﾟ  

 라디안

▷ 육십분법과  호도법

육십분법           

호도법  

 

 

 

 

 

 

  

 

는  호도법으로, 

는  육십분법으로  나타내시오.

          

,  

  

▷ 일반적으로  동경  OP가  나타내는  각의  크기  중  하나를   라디안 이라고  할  때 동경 ( ) ,  OP가  나타내는  일반각은  호도법으로      (은  정수,   ≤    와  같이  나타낼  수  있다) .   

부채꼴  호의  길이와  넓이

반지름의  길이가   중심각의  크기가 ,  (라디안 인  부채꼴에서  호의  길이를 ) , 넓이를 



라  하면

  ,     



_{ }



^  



▷ 부채꼴 호의 길이는 원주의 길이에 에 대한 중심각 크기의 비 

 를 곱하여 구할 수 있다 따라서 .    × 

   가 된다.

▷ 부채꼴의 넓이 역시 원의 넓이에 에 대한 중심각 크기의 비



 를 곱하여 구할 수 있다 따라서 .



 ^× 

  

^ 가 된다.

반지름의  길이가  cm 중심각의  크기가 ,  

인  부채꼴의  호의  길이를   넓이를 , 



라  할  때,   



의  값을  구하시오.

 호의  길이      × 

   cm 

부채꼴의  넓이 

     



_{ }



^  

× ^× 

  



cm^



따라서 

       



     

02 ^{삼각함수의  뜻 1} 삼각함수의  뜻과  그래프 삼각함수

오른쪽  그림과  같이  좌표평면  위에서  일반각  를  나타내는  동경이  원점  O를  중심으로  하고  반지름의  길이가  인  원과  만나는  점을  P  라고  하면  

 

 

  ≠ 의  값은 

의  값에  관계없이  의  값에  따라  각각  하나로  결정된다.

이때,   → 

  대응을  나타내는  함수를  사인함수,   → 

 

대응을  나타내는  함수를  코사인함수,   → 

 ≠  대응을  나타내는  함수를 

탄젠트함수라  한다 이것을  기호로  다음과  같이  나타낸다.  .    sin   

 cos   

 tan  

   ( ≠ )

이  함수들을  에  대한  삼각함수라고  정의한다.

▷ 삼각함수를  실수에서  실수로  대응되는  함수로  만들기  위해서는  일반각  는  호도법으로  나타내야  한다. 

  

일  때,  sin cos tan 의  값을  구하시오.

        sin



^





^{ }



^        

    cos



^





^{ }

 

    tan



^





^

^

^

삼각함수의  값의  부호

일반각   를  나타내는  동경  OP에  대하여  점  P 의 

좌표와  좌표의  부호는  일반각   가  제몇  사분면의  각인지에  따라  정해진다 따라서  일반각 .  에  대한  삼각함수의  값의  부호도   가  몇  사분면의  각인지에  따라  아래와  같이  정해진다.

        sin의  부호      cos 의  부호      tan 의  부호

▷ 사분면에  따른  삼각함수  값의  부호를  표로  정리하면  다음과  같다.

사분면

삼각함수    

sin    

cos    

tan    

제사분면의  각   에  대하여  tan  

일  때,  sin  cos의  값을  구하시오.

    제

  사분면의  각에  대해서는  코사인함수만   부호를  갖는다  .  따라서  오른쪽  직각삼각형에서  삼각비를  찾은  후에  부호만  결정해   

주면  된다.

  sin  

,  cos  



  ∴ sin  cos  



삼각함수  사이의  관계

tan   cos  sin 

 sin^  cos^  

▷ 오른쪽  그림과  같이  각   를  나타내는  동경이  단위원과  만나는  점을  P  라고  하면  sin   cos  , 

tan  

 이므로   

tan   

 cos  sin 

  이다 한편 점 

      .  ,  P  는  단위원  위의  점이므로 

^ ^ 이다 따라서     . 

cos^  sin^  ^ ^  임을  알  수  있다

      .

sin   cos   

 일  때 다음  식의  값을  구하시오, 

      (1)  sin  cos        (2)  sin^  cos^

        (1)  sin   cos   

 의  양변을  제곱하면  sin^   sin  cos   cos^  



이때 

      sin^  cos^  이므로     sin  cos   

        

      ∴  sin  cos   



        (2)  sin^  cos^  sin   cos  sin^  sin  cos   cos^         





^{  }





^{ }



03 ^{삼각함수의  그래프 1} 삼각함수의  뜻과  그래프

함수    s in  그래프의  특징

정의역은  실수  전체의  집합이고 치역은 

(1)  ,      ≤  ≤ 이다. 

(2)    sin의  그래프는  원점에  대하여  대칭이다.

주기가 

(3)  인  주기함수이다. 

▷ 오른쪽  그림과  같이  원점  O를  중심으로  하고  반지름의  길이 가  인  단위원  위를  움직이는  점  P가  점  A 을  출발하 여  시계  반대  방향으로  만큼  움직였을  때 점 ,  P의  좌표가  sin가  된다 따라서 .  의  값을  가로축에  나타내고  이에  대 응하는  sin의  값을  세로축에  나타내어  사인함수    sin

의  그래프를  그린다.

▷   sin의  그래프는  원점에  대하여  대칭이므로  sin     sin 이다 따라서 .    sin는  홀함수이다.

▷ 함수   의  정의역에  속하는  모든   에  대하여  등식        를  만족하는  이  아닌  상수  가  존재할  때,   를  주기함수라  하고 이  등식을  성립시키는  최소의  양수 ,  를 

 의  주기라  한다.  가  임의의  실수  일  때,  sin     sin가  성립하므로    sin는  주기가  인  주기함수이다.

함수    cos  그래프의  특징

정의역은  실수  전체의  집합이고 치역은 

(1)  ,      ≤  ≤ 이다. 

(2)    cos의  그래프는  축에  대하여  대칭이다.

주기가 

(3)  인  주기함수이다. 

▷ 오른쪽  그림과  같이  원점  O를  중심으로  하고  반지름의  길이가  인  단위원  위를  움직이는  점  P가  점  A 을  출발하여  시계  반대  방향으로   만큼  움직였을  때 점 ,  P의 

좌표가  cos 가  된다 따라서 .  의  값을  가로축에  나타내고  이에  대응하는  cos의  값을  세로축에  나타내어  코사인  함수 

  cos의  그래프를  그린다. 

▷   cos의  그래프는  축에  대하여  대칭이므로  cos    cos 이다 따라서 .    cos는  짝함수이다.

▷ 임의의  실수  에  대하여  cos    cos가  성립하므로    cos 는  주기가  인  주기함수이다.

▷ cos sin



^{  }





이므로    cos의  그래프는    sin의  그래프를  축의  방향으로 

 

만큼  평행이동한  것과  같다.

  sin의  주기를  구하고  그  그래프를  그리시오.

    sin  sin   sin   이므로    sin의  주기는  가  되고  그래프는  아래  그림과  같다.

   

▷   sin의  그래프는    sin의  그래프를  축의  방향으로  

 배  확대  혹은  축소한 

것과  같다 따라서  주기는 .  

 가  된다.

  cos의  그래프를  그리시오.

▷    cos의  그래프는    cos의  그래프를  축의  방향으로  배  확대  혹은  축소한  것과  같다 따라서  최댓값과  최솟값은  각각 .    와  같다.

각  _



 ±  의  사인함수와  코사인함수

가  임의의  실수일  때  다음이  성립한다.

sin



^

 



^{ cos, sin}



^

 



^{ cos}

cos



^

 



^{ sin, cos}



^

 



^{ sin} 

▷ 다음  그림과  같이  함수    sin의  그래프를  축의  방향으로   

만큼  평행이동한  함수   

  sin



^{  }





의  그래프는  함수    cos의  그래프와  일치함을  알  수  있다.   

 

▷ 다음  그림과  같이  함수    cos의  그래프를  축의  방향으로   

만큼  평행이동한  함수 

  cos



^{  }





의  그래프는  함수    sin의  그래프와  일치함을  알  수  있다.

▷ sin   sin,  cos   cos이므로  위의  내용을  종합하여  보면  다음이  성립함을  알  수  있다. 

sin



^

 



 cos   cos

cos



^

 



 sin   sin

각   ±  의  사인함수와  코사인함수

가  임의의  실수일  때  다음이  성립한다.

sin    sin, sin    sin

cos    cos, cos    cos 

▷ 다음  그림과  같이  함수    sin의  그래프를  축의  방향으로   만큼  평행이동한  함수   

  sin  의  그래프는  함수    sin의  그래프와  일치함을  알  수  있다.

 

▷ 다음  그림과  같이  함수    cos의  그래프를  축의  방향으로   만큼  평행이동한  함수 

  cos  의  그래프는  함수    cos의  그래프와  일치함을  알  수  있다.

▷ sin   sin,  cos   cos이므로  위의  내용을  종합하여  보면  다음이  성립함을  알  수  있다. 

sin    sin   sin

cos    cos   cos

다음  삼각함수의  값을  구하시오.

    (1)  sin

 (2)  cos

 (3)  cos



^{ }





    (1)  sin 

  sin



^

 





^{ cos }

 



^

    (2)  cos

  cos



^{  }





^{ cos}

 



^

    (3)  cos



^{ }





^{ cos}



^





^{ cos}



^{  }





^{ cos }

 



^

함수    tan  그래프의  특징

정의역은 

  (1)    

(은  정수 를  제외한  실수  전체의  집합이고 치역은  실수 ) ,  전체의  집합이다.

그래프는  원점에  대하여  대칭이다

  (2)  .

주기가 

  (3)  인  주기함수이다.

그래프의  점근선은  직선 

  (4)      

  (은  정수 이다) .

▷ 오른쪽  그림과  같이  원점  O를  중심으로  하고  반지름의  길이가 

인  단위원  위를  움직이는  점  P가  점  A 을  출발하여  시계  반대  방향으로   만큼  움직였을  때 동경 ,  OP의  연장선과  A 에서  원에  접하는  접선이  만나는  점을  T 라고  하면  tan  

 

  이다 따라서  점 .  P가  원  위를  움직일  때,  tan의  값은  점  T 의  좌표가  된다 따라서 .  의  값을  가로축에  나타내고  이에  대응하는  tan의  값을  세로축에  나타내어  탄젠트  함수    tan 의  그래프를  그린다. 

▷     

  (은  정수 를  나타내는  동경은 ) 축  위에  있으므로  직선    과  만나지 

않는다 따라서 .      

  (은  정수 일  때 ) tan는  정의되지  않는다.

▷   tan 의  그래프는  원점에  대하여  대칭이므로  tan     tan이다 따라서 .    tan는  홀함수이다.

▷ 임의의  실수  에  대하여  tan     tan 가  성립하므로    tan 는  주기가  인  주기함수이다.

  tan의 주기를 구하고 그 그래프를 그리시오.

tan   tan   

 tan 



^{  }





따라서

  tan 의 주기는 

이다.

각  _



 ±  ,  ±  의  탄젠트함수

가  임의의  실수일  때  다음이  성립한다.

tan



^

 



^{ }tan

 , tan



^

 



^{ }tan

 tan    tan, tan    tan 

▷ tan  cos

sin  임을  이용하면 

tan



^

 



^{ }

cos



^

 



sin



^

 



  sin

cos  

cos

sin

  tan



tan



^

 



^{ }tan 

  tan

 임을  알  수  있다

      .

▷ 함수    tan의  주기가  이므로  tan    tan이고 이를  이용하면 ,  tan    tan   tan 임을  알  수  있다.

다음  삼각함수의  값을  구하시오.

    (1)  tan 

 (2)  tan



    (1)  tan 

  tan



^{  }





^{ tan }

 

    (2)  tan 

  tan



^

 





^{ }

tan 



  



^



04 삼각방정식과  삼각부등식 ¹ 삼각함수의  뜻과  그래프 삼각방정식과  삼각부등식

삼각함수의  각의  크기를  미지수로  하는  방정식과  부등식을  각각  삼각방정식,  삼각부등식이라고  한다. 

▷ sin  

은  삼각방정식,  cos 



^  는  삼각부등식이다.

▷ 삼각방정식의  풀이법에는  다음의  두  가지가  있다.

그래프  이용법     (1) 

주어진  방정식을 

      ㈀  sin    (또는 cos  ,  tan   의  꼴로  고친다) .

      ㈁    sin  (  cos,    tan 와 )   의  그래프를  그려서  두  그래프의  교점의    좌표를  구한다.

동경  이용법       (2) 

문제의  조건에  맞게  사분면  위에  동경을  그리고  해를  구한다

      .

방정식  sin  

를  푸시오.  ( ,   ≤   )단

    sin의  그래프와    

의  그래프를  그려  교점의  좌표를  찾는다 오른쪽  그래프에서  교점의 . 

좌표는  

 

이므로  구하는 

해는    

 또는   

가  된다.

혹은  오른쪽  그림에서처럼  직선 

    

과  단위원과의  교점을  P Q라  할  때 동경 ,  OP OQ가  나타내는  각 



 

가  구하는  해가  된다.

부등식  cos  

을  푸시오.  ( ,   ≤   )단

    cos의  그래프와    

의  그래프를  그려    cos의  그래프가    

의  그래프보다  아래쪽에  있는  의  값의  범위를  구한다.

         

위의  그래프에서 

    

   

에서    cos의  그래프가    

의  그래프보다 

아래쪽에  그려지므로  구하는  해는  

   

가  된다.

         

혹은  오른쪽  그림에서처럼  직선 

      

과  단위원과의 

교점을  P Q라  할  때 동경 ,  OP OQ가  나타내는  각  이  각각  

,  

이므로  구하는  해는    

   

가    된다.

01 ^{사인법칙 2} 사인법칙과  코사인법칙 사인법칙

∆ABC에서  ∠A ∠B ∠C 의  크기를   A B C 로  나타내고 이들의  대변의  길이를  각각 , 

  

 로 나타내기로  한다 이  때.  ,  ∆ABC 의  외접원의  반지름의  길이를 



 라  하면  다음  법칙이  성립한다.

sin A

  sin B

  sin C

  



 

▷ 사인법칙의  증명은  다음과  같다.

A  일  때 A  일  때 A  일  때

  A  A′ 이고 

∠ACB  이므로   sinA  sinA′     

       BA′

BC

 





       

sinA  이고   

  



 이므로  sinA    





A    A′

∠A′CB  이므로 sin A  sin   A′

 sinA′  



      

같은  방법으로  sinB  



  sinC  



  

▷ sinA 



 ,  sinB 



 ,  sinC 





▷   



sinA   



sinB   



sinC

▷       sinA  sinB  sinC

∆ABC에서    



^,  A  °,  C  °일  때,  와 



의  값을  구하시오. 

단

( ,  는  ∠B의  대변의  길이, 



은  외접원의  반지름)

삼각형  내각의  합은   이므로  B   가  된다. 

  sinA

  sinB

 에서    sinA

 sinB

 sin°





^ × sin°

 

또한    sinA

  



에서 

 



_{ }

sinA

  

 × 



^





^

 



^

02 ^{코사인법칙 2} 사인법칙과  코사인법칙

코사인법칙

∆ABC에서  ∠A ∠B ∠C 의  크기를   A B C 로  나타내고 이들의  대변의  길이를 ,  각각 

  

 로 나타내기로  할  때 다음이  성립한다,  . 

^  ^ ^  cosA ⇨ cos A 

^ ^ ^

^ ^ ^  cosB ⇨ cos B 

^ ^ ^

^ ^ ^  cosC ⇨ cos C 

^ ^ ^

▷ 코사인법칙의  증명은  다음과  같다.

C   일 때 C   일 때 C   일 때

^ ^ ^

^ ^   ^

^ ^  ^   ^

^ ^ ^ 

 ^ ^  cos C

^ ^ ^

 ^ ^  cos C

∵ cos C  

^ ^ ^ ^ ^   ^ ^ ^ ^   ^ ^  ^ ^ 

 ^ ^  cos C



∵    cos   C

   cosC



같은 방법으로 ^  ^ ^  cosA , ^ ^ ^  cosB

∆ABC에서  A  °,    ,    일  때,  의  값을  구하시오.

코사인법칙에  의하여       ^ ^ ^  cosA

       ^ ^ ⋅⋅⋅cos

             

      ∴ 



^ ∵   

03 ^{삼각형의  넓이 2} 사인법칙과  코사인법칙

삼각형의  넓이

∆ABC에서  ∠A ∠B ∠C 의  크기를   A B C 로  나타내고 이들의  대변의  길이를 ,  각각 

  

 로 나타내기로  할  때,  ∆ABC 의  넓이를 



라고  하면



_{ }



 sinC 

 sinA 

 sinB

▷ 삼각형  넓이  공식의  증명은  다음과  같다.

C   일 때 C   일 때 C   일 때

   × sinB   × sinC



_{ }



×  × 

 

×  ×  sinB

 

×  ×  sinC

C   이므로

   × sinB

   × sinA



_{ }



  

 sinB

 

  sinA

   × sinB

  × sin  C

  × sinC



_{ }



×  × 

 

×  ×  sinB

 

×  ×  sinC

두  변의  길이가   이고 그  사이  각이 ,  인  삼각형의  넓이를  구하시오.



_{ }



×  ×  × sin  

세  변의  길이가    인  삼각형의  넓이 



를  구하시오.

 오른쪽  그림에서          cosB   ×  × 

^ ^ ^

 



      sinB 



^  cos^B  



^

      ∴



_{ }



×  ×  × 



^

 



^