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수학책을 탈출한 미적분

수학책을 탈출한 미적분

: 일상 생활 속 숨은 미적분 찾기

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품목정보

품목정보
발행일 2020년 07월 01일
쪽수, 무게, 크기 256쪽 | 550g | 170*230*20mm
ISBN13 9791163632177
ISBN10 1163632171

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수학은 상상했던 것만큼 어렵고 복잡한 것만은 아니다. 수학 문제에 주로 등장하는 것은 일변수함수이지만 다변수함수 역시 일상생활과 관련된 문제들을 해결할 때 유용하다. 수학은 고대의 결승 문자부터 시작하여 인류의 생활에 많은 편리함을 주었다. 일상생활 곳곳에도 재미있는 수학 문제들이 숨어 있다는 것을 알 수 있다.
---p27, 다변수함수에 능통한 복사집 사장님

수학이 재미있다는 것을 여기에서도 발견할 수 있다. ‘아무것도 없는 것’인데도 이것을 하나의 상태나 집합으로 여긴다는 것이다. 모든 집합은 아무것도 없는 상태일 수도 있고, 아무것도 없는 상태를 포함할 수도 있다. 이는 어떤 숫자에 0을 더하면 다시 그 숫자가 되는 것과 같다. 그러므로 공집합은 모든 집합의 부분집합이 될 수 있다.
---p31, 문구점과 집합론

열차의 순간 속도는 어떻게 구할 수 있을까? 이 과정을 어떤 순간에 열차가 지나간 거리를 구하는 것으로 생각해 보면 어떨까? 물리학자의 말을 빌리면, 아주 짧은 시간 안에는 관찰할 수 있을 만한 속도의 변화가 일어나지 않는다고 한다. 그러므로 짧은 순간 동안에는 열차가 등속 운동을 한다고 생각하면 된다.
---p47, 열차 운송에 숨겨진 수학

수학 모형은 영화 촬영에 사용하는 축소 모형과 비슷한 점이 많다. 예를 들어 사극을 찍을 때 실제 궁궐을 배경으로 촬영하기도 하지만 가짜 궁궐 세트를 만들어 촬영하게 된다. 궁궐은 모조품이지만 시각적인 효과에서 별 차이가 없으므로 촬영하는 데에는 아무런 문제가 없다. 또 위험한 장면을 촬영할 때에는 실제 배우 대신 스턴트 배우를 대역으로 쓰기도 하고, 지진이나 해일 같은 재난 장면을 촬영할 때에는 축소 모형이나 컴퓨터 그래픽으로 실제 같은 장면을 연출한다.
---p67, 수학 모형

처음 시작할 때에는 곡선의 기울기 변화가 크지만 곧바로 완만해진다. 이는 우리가 밀가루를 처음 반죽할 때 밀가루를 넣으면 처음에는 반죽의 크기가 점점 커지는 것을 뚜렷하게 확인할 수 있지만 반죽의 크기가 임곗값에 다다랐을 때는 밀가루를 더 넣어도 크기의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않으며, 육안으로도 구분하기 어려워진다는 것을 의미한다. 이때 기울기는 0에 가까워지지만 완벽한 0이 될 수는 없다.
---p74, 밀가루 반죽의 모형

어떤 사람은 함수를 카메라에 비유하기도 한다. 카메라가 사진 찍히는 사람의 외모를 기록하는 과정을 반영하는 것과 비슷하기 때문이다. 사진을 찍는 과정은 사상, 사진의 원판은 종속변수, 사진 찍히는 사람은 독립변수인 셈이다. 만약 사진기가 움직이지 않는다면 사진을 찍히는 사람이 서 있는 위치는 일정한 범위가 있을 테고, 양쪽에 너무 치우치게 서 있다면 사진이 제대로 찍히지 않을 것이다. 이러한 범위는 함수의 정의역이라 할 수 있다. 물론 요즘에는 성능이 좋은 카메라가 많기 때문에 어떤 각도에서도 풍경을 모두 담아낼 수 있다. 이런 경우 정의역은 마이너스 무한대에서 무한대까지이다.
---p108, 함수를 논하다

거시적인 시각과 미시적인 시각에 대하여 이야기해 보자. ?x와 ?y가 나타내는 것은 거시적인 차이이다. 길이가 매우 짧더라도 명확히 길이를 잴 수 있다면 이는 거시적인 차이로 간주한다. 반면 라이프니츠가 발명한 dx와 dy가 표시하는 것은 미시적으로 아주 짧은 구간이다. 그래서 아무리 정확한 자가 있다 하더라도 길이를 측정할 수 없다.
---p163, 덧셈의 방향

원의 둘레를 구할 때 원의 넓이에서 조금 작은 원의 넓이를 뺀 다음 반지름의 차로 나누면 된다고 설명하였다. 마찬가지로 구의 겉넓이를 구할 때에도 구의 부피에서 조금 작은 구의 부피를 뺀 다음 반지름의 차로 나누면 된다. 앞서 이러한 방법을 통해 원의 둘레를 구하는 것은 넓이의 도함수를 구하는 것과 같다는 사실을 증명했다. 따라서 구의 겉넓이는 부피의 도함수를 구하는 것이다.
---p193, 겉넓이를 다시 논하다

앞에서 이야기했던 것처럼 미적분이 나오기 전에 학자들은 대부분 정지되어 있는 상태를 연구하였다. 그렇다면 시간에 따라 변하는 사물에 대해서는 반드시 미적분의 개념을 통해 연구해야 한다. 미분방정식 모형은 바로 변화하는 사물이나 현상을 간소화시켜 만든 모형이다. 전염병 연구, 약물의 체내 분포, 인구 예측 등 연구와 미분방정식 모형은 불가분의 관계이다. 미분방정식 모형은 임상의학과 약리학의 발전에도 많은 영향을 미쳤으며, 나중에는 ‘약물동태학’이라는 새로운 과학 분야가 생겨나기도 하였다.
---본문 중에서

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