선분 공식 계산기
내분·외분 공식을 사용해 주어진 비로 유향 선분을 나누는 점을 찾습니다.
두 끝점과 비 m:n을 입력하면 유향 선분 위의 분점이 바로 계산됩니다.
선분 공식 계산기
내분·외분 공식을 사용해 주어진 비로 유향 선분을 나누는 점을 찾습니다.
선분 공식 계산기 소개
선분 공식은 주어진 비로 선분을 나누는 점을 찾는 좌표기하 도구입니다. 끝점 A(x₁, y₁)와 B(x₂, y₂), 그리고 비 m:n만 알면, 도형을 정확한 축척으로 그리지 않아도 점 P의 정확한 좌표를 구할 수 있습니다. 해석기하, 공학 도면, 컴퓨터 그래픽, 측량, 물리 문제처럼 정확도가 중요한 분야에서 특히 유용합니다.
내분에서는 점이 A와 B 사이에 있습니다. 좌표는 끝점의 가중 평균으로 표현됩니다: P = ((m·x₂ + n·x₁)/(m+n), (m·y₂ + n·y₁)/(m+n)). 가중치는 각 끝점이 결과에 얼마나 영향을 주는지 나타냅니다. m과 n이 같으면 점은 중점이 되고, 한쪽이 더 크면 그 가중치가 평균을 그 방향으로 끌어당기므로 점은 반대쪽 끝점에 더 가까워집니다.
외분에서는 점이 직선의 연장선, 즉 선분 밖에 놓입니다. 이때 공식은 부호가 바뀌어 P = ((m·x₂ - n·x₁)/(m-n), (m·y₂ - n·y₁)/(m-n))가 됩니다. 외분은 기초 과정에서는 덜 자주 다루지만, 사영기하, 벡터 해석, 그리고 점이 선분 자체 밖에 있어야 하는 구성에서 중요합니다. 외분의 핵심 제한은 m과 n이 같을 수 없다는 점입니다. 그렇게 되면 분모가 0이 되기 때문입니다.
이 선분 공식 계산기는 같은 좌표 입력으로 내분과 외분을 전환할 수 있습니다. x₁, y₁, x₂, y₂와 비 m, n을 입력하면 도구가 즉시 P(x, y)를 계산합니다. 직접 수식을 사용하므로 양수 좌표, 음수 좌표, 소수 좌표 모두 문제없이 처리합니다.
학생들은 비의 순서나 어느 점에 어떤 계수가 대응하는지 자주 헷갈립니다. 여기서 사용하는 표준 내분 공식에서는 m이 점 B, n이 점 A에 대응한다고 기억하면 도움이 됩니다. 단순한 좌표 요령을 외우기보다, 선분 공식을 가중 위치 공식으로 생각해 보세요. 각 끝점의 기여 정도에 따라 점이 어디에 놓이는지 알려줍니다. 이 계산기로 숙제를 확인하고, 그래프 풀이를 검산하고, 유향 선분과 비가 나오는 기하 문제를 더 빠르게 풀 수 있습니다.
선분 공식 예시
다음은 흔한 내분과 외분 사례입니다.
| 입력 | 결과 | 설명 |
|---|---|---|
| A(1, 2), B(7, 8), m:n = 1:2, 내분 | P = (3, 4) | 내분에서는 점이 A와 B 사이에 놓입니다. 공식에 따르면 ((1·7 + 2·1)/3, (1·8 + 2·2)/3) = (3, 4)입니다. |
| A(0, 0), B(10, 0), m:n = 3:2, 내분 | P = (6, 0) | 점은 A에서 B 방향으로 5분의 3 지점에 있으므로 x좌표만 변합니다. |
| A(1, 1), B(7, 4), m:n = 2:1, 외분 | P = (13, 7) | 외분은 B를 지나 연장합니다. 외분 공식으로 ((2·7 - 1·1)/(2-1), (2·4 - 1·1)/(2-1)) = (13, 7)입니다. |
선분 공식 계산기 사용 방법
- 점이 선분 내부를 나누는지, 외부를 나누는지 선택하세요.
- 점 A와 점 B의 좌표를 입력한 뒤 비 m과 n을 입력하세요.
- 점 계산을 클릭하면 해당 선분 공식으로 P의 좌표가 계산됩니다.
- 표시된 점과 공식 요약을 확인해 점이 끝점 사이에 있는지, 연장선 위에 있는지 살펴보세요.
선분 공식 FAQ
내분과 외분의 차이는 무엇인가요?
내분은 점이 A와 B 사이에 놓이는 경우이고, 외분은 같은 직선 위에서 선분 밖에 놓이는 경우입니다. 공식은 분자와 분모의 부호가 다릅니다.
선분 공식이 중점을 주는 경우는 언제인가요?
내분에서 m = n이면 점이 중점입니다. 식은 ((x₁ + x₂)/2, (y₁ + y₂)/2)로 단순해집니다.
외분에서 왜 m과 n이 같으면 안 되나요?
분모가 m - n이기 때문입니다. 값이 같으면 분모가 0이 되어 외분 공식은 정의되지 않습니다.
음수나 소수 좌표도 사용할 수 있나요?
네. 분모만 0이 아니면 음수와 소수를 포함한 모든 실수 좌표와 비에 대해 사용할 수 있습니다.
비 m:n은 어떻게 해석하나요?
이 비는 A에서 B로 향하는 유향 선분을 점이 어떻게 나누는지를 나타냅니다. 여기서 사용하는 표준 공식에서는 m이 점 B, n이 점 A에 대응합니다.