입체도형
공간 속 3차원 도형인 다면체와 회전체의 성질, 겉넓이·부피를 다루는 단원입니다.
주사위(정육면체)와 음료 캔(원기둥)—우리 주변 모든 입체를 수학으로 분석합니다.
쉽게 말하면
입체도형은 크게 두 가지로 나뉩니다. 다면체는 평평한 면(다각형)으로만 이루어진 도형으로, 정다면체(정사면체·정육면체·정팔면체·정십이면체·정이십면체)가 대표적입니다. 회전체는 평면도형을 직선 축으로 돌려 만든 도형으로, 원기둥·원뿔·구가 있습니다. 다면체에서는 오일러 공식 (:꼭짓점, :모서리, :면)가 성립합니다. 부피와 겉넓이는 단면의 모양과 높이를 이용해 구합니다.
숫자로 보는 예시
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예시 1밑넓이()×높이(). 음료 캔을 채울 때 필요한 양입니다.
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예시 2같은 밑넓이·높이의 원기둥 부피의 입니다.
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예시 3반지름이 인 공의 부피입니다.
풀이 절차
입체도형 겉넓이·부피 구하기
- 1 도형의 종류(다면체/회전체)를 파악하고, 밑면과 옆면을 구분합니다.
- 2 겉넓이: 모든 면의 넓이를 펼쳐(전개도) 합산합니다.
- 3 부피: 해당 공식에 반지름·높이·밑면 한 변 등을 대입합니다.
- 4 단위를 cm², cm³ 등으로 올바르게 붙여 최종 답을 씁니다.
자주 하는 실수
원뿔 겉넓이에서 모선 길이 혼동
❌ 안 좋은 예
원뿔 겉넓이 = (높이 사용)
✓ 좋은 예
(은 모선 길이)
왜요? 옆면은 높이가 아닌 모선(빗면) 길이 로 계산합니다. 피타고라스 정리로 을 먼저 구해야 합니다.
구 겉넓이와 부피 공식 혼동
❌ 안 좋은 예
구 겉넓이 =
✓ 좋은 예
구 겉넓이 =
왜요? 겉넓이는 , 부피는 . 지수를 구분해서 기억합니다.
자가진단 — 풀어보면서 확인하기
아래 문제를 머릿속으로 풀어본 뒤 펼쳐서 정답과 풀이를 확인해 보세요.
Q1 정육면체에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ①면의 개수는 8개이다
- ②꼭짓점의 개수는 8개이다
- ③모서리의 개수는 8개이다
- ④면의 개수는 6개이고 모서리의 개수는 8개이다
정답
②꼭짓점의 개수는 8개이다
정육면체는 면 6개, 꼭짓점 8개, 모서리 12개를 가집니다. 오일러의 공식 V - E + F = 2에서 8 - 12 + 6 = 2로 성립합니다. 정육면체는 정사각형 6개로 이루어진 정다면체입니다.
Q2 밑면의 반지름이 3 cm이고 높이가 4 cm인 원기둥의 부피는? (π 사용)
- ①48π cm³
- ②24π cm³
- ③64π cm³
- ④36π cm³
정답
④36π cm³
원기둥의 부피 = π × r² × h = π × 3² × 4 = 36π cm³입니다. 원기둥의 부피는 밑면의 넓이(원의 넓이)에 높이를 곱한 값입니다.
Q3 반지름이 r인 구의 겉넓이와 부피는 각각 얼마인가?
- ①겉넓이: 4πr³, 부피: (4/3)πr²
- ②겉넓이: πr², 부피: (4/3)πr³
- ③겉넓이: 2πr², 부피: (2/3)πr³
- ④겉넓이: 4πr², 부피: (4/3)πr³
정답
④겉넓이: 4πr², 부피: (4/3)πr³
구의 겉넓이는 4πr²이고 부피는 (4/3)πr³입니다. 구의 공식은 원기둥(부피 = πr²h)·원뿔(부피 = (1/3)πr²h)과 함께 자주 활용됩니다. 겉넓이의 4πr²은 원의 넓이 πr²의 4배임을 기억하면 편합니다.
Q4 정사면체의 면의 개수는?
- ①6개
- ②4개
- ③8개
- ④5개
정답
②4개
정사면체는 4개의 정삼각형 면으로 이루어집니다.
Q5 밑면이 한 변 4cm인 정사각형이고 높이가 5cm인 사각기둥의 부피는?
- ①20cm³
- ②80cm³
- ③40cm³
- ④100cm³
정답
②80cm³
부피=밑넓이×높이=(4×4)×5=80cm³입니다.
개념 미니맵 — 어디에 놓인 개념인가요
자주 묻는 질문
Q1오일러 공식이 모든 다면체에 성립하나요?
볼록 다면체(오목하게 파인 부분이 없는 다면체)에서 성립합니다. 구멍이 뚫린 도형 등 위상이 다른 경우는 예외가 있습니다.
Q2전개도와 겉넓이는 어떤 관계인가요?
전개도는 입체를 평평하게 펼친 그림입니다. 전개도의 각 부분 넓이를 모두 더하면 겉넓이가 됩니다.
Q3정다면체는 왜 5종류밖에 없나요?
각 꼭짓점에 모이는 정다각형의 내각의 합이 360° 미만이어야 하고, 그 조건을 만족하는 조합이 딱 5가지뿐이기 때문입니다.
집필 우주정복치즈케이크 수학팀
최종 검토 2026-05-24
삼각형의 합동 조건과 이등변삼각형 성질로 이어집니다.
입체도형 문제 풀어보기
개념을 익혔다면, 지도에서 다음 개념으로 자연스럽게 이어집니다.
입체도형 지도에서 문제 풀기 →