정사각형

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정사각형의 정의

정사각형(正四角形, 문화어: 바른사각형)은 네 변의 길이가 모두 같고, 네 각의 크기가 모두 같은 사각형이다. 둘레의 길이가 같은 모든 사각형들 중에서 정사각형의 넓이가 가장 크다.[1]

분류[편집]

사각형의 종류

정사각형은 직사각형이면서 마름모인 도형이다. 정사각형은 또한 연꼴, 평행사변형, 등변사다리꼴이기도 하다.

공식[편집]

한 변의 길이가 a인 정사각형의 넓이둘레는 다음과 같다.

A=a^2\,
P=4a\,

성질[편집]

정사각형의 성질
  • 정사각형은 정다각형이므로 정다각형의 일반적인 성질들을 모두 갖고 있다.
  • 정사각형의 네 의 크기는 모두 90°이다. 즉, 네 각 모두 직각이다. 정사각형의 두 대각선의 길이는 같으며 서로 수직이다. 또한 두 대각선의 길이가 같은 마름모는 정사각형이며, 두 대각선이 직교하는 직사각형 역시 정사각형이다. 정사각형의 대각선의 길이는 한 변의 길이의 \sqrt{2}\simeq1.41배이다. 이 값을 "피타고라스의 상수"라고 부르기도 하며, 이것은 최초의 무리수로 알려져 있다.
  • 정사각형에 외접하는 넓이는 그 정사각형의 넓이의 \frac{\pi}{2}\simeq1.57배이다.
  • 정사각형에 내접하는 원의 넓이는 그 정사각형의 넓이의 \frac{\pi}{4}\simeq0.79배이다.
  • 정사각형은 정다각형 중에서 한 가지 모양으로 평면 테셀레이션을 만들 수 있는 세 가지 도형 중 하나이다. (나머지는 정삼각형, 정육각형) 이것은 정사각형의 한 내각의 크기(90°)가 360° 의 약수이기 때문이다.
  • 정사각형은 2차원의 계량 폴리토프(measure polytope)이면서 십자 폴리토프(cross polytope)이다. 정사각형의 슐래플리 기호(Schläfli symbol)는 {4}이다.
  • 정사각형은 많은 대칭성을 갖고 있다. 네 개의 대칭축에 대하여 선대칭이며, 90°, 180°, 270° 회전에 대하여도 대칭이다. 대칭 변환군정이면체군 D4 이다.

비유클리드 기하에서의 정사각형[편집]

비유클리드기하에서도 정사각형을 정의할 수 있다. 예를 들어 구면 기하에서 정사각형이란, 모든 변의 길이가 같고, 변들이 만나서 이루는 각의 크기도 모두 같은 구면 사각형을 말한다. 구면 사각형(일반적으로 구면 다각형)의 변이란 대원의 일부인 호이다. 평면기하에서와는 달리, 구면에서의 정사각형의 한 내각은 직각보다 크다.

유한 기하에서의 정사각형[편집]

p^2 개의 점을 pp 열의 정사각형 모양으로 배열한 것은 유한 기하의 한 모형이 될 수 있다.[2]

같이 보기[편집]

주석[편집]

  1. Vagn Lundsgaard Hansen
  2. http://finitegeometry.org/sc/ finite geometry of the square and cube