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 부분적분 : x에 대한 두 함수의 적분을 할 경우

 

(f(x)g(x))'  에서 탄생

 

 

 

부분적분을 두번 하는 경우 = 지수함수*삼각함수 일때

 

두번 하는 이유는 원래 식의 똑같은 형태가 마지막에 나오기 때문에 원래식과 하나로 합칠 수 있어

 

마지막 적분이 우변에 있었다면 적분을 좌변으로 넘겨 합치면서 적분식이 사라지기때문

 

이때 좌변으로 넘길때 우변은 적분이 사라지는데 하지만 원래식이 적분이였음으로 우변에는

 

적분상수 C 가 더해져야 하는 형태가 되야 한다.

 

 

무한히 하는 경우 =  x * e^x 의 형태를 계산하는 경우

 

 

유리함수 적분은 

 

g(x)/f(x) 의 형태를 적분한다면 분모의 차수가 더 크게 변형 한 후( 같으면 안됨 )

-붐노, 분자에 차수를 나누어 분모가 차수가 더크게 변형

 

f(x) 의 차수가 g(x) 의 차수가 더 커지는데

 

그 후 부분분수를 적용하며 풀어 나간다.

 

 

 

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 부분적분 : x에 대한 두 함수의 적분을 할 경우

 

(f(x)g(x))'  에서 탄생

 

 

 

부분적분을 두번 하는 경우 = 지수함수*삼각함수 일때

 

두번 하는 이유는 원래 식의 똑같은 형태가 마지막에 나오기 때문에 원래식과 하나로 합칠 수 있어

 

마지막 적분이 우변에 있었다면 적분을 좌변으로 넘겨 합치면서 적분식이 사라지기때문

 

이때 좌변으로 넘길때 우변은 적분이 사라지는데 하지만 원래식이 적분이였음으로 우변에는

 

적분상수 C 가 더해져야 하는 형태가 되야 한다.

 

 

무한히 하는 경우 =  x * e^x 의 형태를 계산하는 경우

 

 

유리함수 적분은 

 

g(x)/f(x) 의 형태를 적분한다면 분모의 차수가 더 크게 변형 한 후( 같으면 안됨 )

-붐노, 분자에 차수를 나누어 분모가 차수가 더크게 변형

 

f(x) 의 차수가 g(x) 의 차수가 더 커지는데

 

그 후 부분분수를 적용하며 풀어 나간다.

 

 

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연속 부분적분 = 이해를 돕기위해 그냥 이름 붙인것..


미분은 첫번째 pass 두번째 부터

적분은 첫번째 부터 하고 마지막 ∫ dx 안에 넣을때 미분한것은 처음에 않했음으로 미분해서 들어가지만 적분한

것은 처음부터 적분했음으로 마지막 ∫ dx 안에는 적분하지 않은 상태로 들어간다



 

 

 부분적분법에서

 

u' 을 d에 넣어 du

v' 을 d에 넣어 dv 

 

의 형태로 바꿔놓고 풀면 더욱 간단하다






이하 첨부파일과 자세한 내용이다



부분적분공식정리.pdf








부분적분

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
미적분학
v  d  e  h

미적분학에서 부분 적분은 어떤 함수들의 곱에 대한 적분을 간단한 적분으로 변환하는 방법이다. 직접 적분하기 어려운 함수를 적분하기 쉬운 함수로 변환하는데 그 목적이 있다. 이 방법은 미분의 곱셈 법칙에서 유도할 수 있다.

목차

 [숨기기]

[편집]법칙

두 미분가능한 연속 함수 f(x)와 g(x)에 대해서, 적분 구간이 [a,b] 일 때, 부분적분법은 다음과 같이 표현할 수 있다.

\int_a^b f(x) g'(x)\,dx = \left[ f(x) g(x) \right]_{a}^{b} - \int_a^b  f'(x) g(x)\,dx

이때 우변의 첫째 항은 다음을 나타낸다.

\left[f(x) g(x) \right]_{a}^{b} = f(b) g(b) - f(a) g(a).

이 법칙은 다음과 같이 미분의 곱셈 법칙과 미적분학의 기본정리로 증명할 수 있다.

 f(b)g(b) - f(a)g(a)\, = \int_a^b \frac{d}{dx} ( f(x) g(x) ) \, dx
=\int_a^b f'(x) g(x) \, dx + \int_a^b f(x) g'(x) \, dx

부정적분의 경우에는 다음과 같다.

\int f(x) g'(x)\,dx = f(x) g(x) - \int g(x) f'(x)\,dx

또는, 짧게 줄여서 다음과 같이 표현하기도 한다.

\int u\,dv = u v - \int v\,du

여기서, u = f(x),\ v = g(x)이고, du = f'(x) dx,\ dv = g'(x) dx이다.

[편집]예제

[편집]x cos x의 적분

다음 식을 적분한다.

\int x\cos x \,dx

이때, u = x,\ du = dx,\ dv = \cos x \, dx,\  v = \sin x와 같이 가정하면

\int x\cos x \,dx = \int u \,dv
= uv - \int v \,du

가 되어,

\int x\cos x \,dx = x\sin x - \int \sin x \,dx
\int x\cos x \,dx = x\sin x + \cos x + C

와 같이 적분을 풀 수 있다. 이때, C는 적분 상수이다.

[편집]ex cos x 의 적분

\int e^{x} \cos x \,dx

이 경우는 부분 적분법을 두 번 사용한다. 먼저 다음과 같이 가정한다.

u = \cos x, du = -\sin x \, dx
dv = e^x dx,\ v = e^x

이때,

\int e^{x} \cos x \,dx = e^{x} \cos (x) + \int e^{x} \sin x \,dx

이고, 우변의 항에 대해서 다시 한 번 적분한다. 다음과 같이 가정한다.

u = \sin x\;;\ du = \cos x \, dx
v = e^x\;;\ dv = e^x dx

그러면,

\int e^{x} \sin x \,dx = e^{x} \sin x - \int e^{x} \cos x \,dx

이므로, 함께 적으면,

\int e^{x} \cos x \,dx = e^{x} \cos x + e^x \sin x - \int e^{x} \cos x \,dx

임을 알 수 있다.

자세히 살펴 보면, 좌변의 적분항이 오른쪽에도 동일하게 나타나는 것을 확인 할 수 있다. 따라서 우변의 적분 항을 좌변으로 다음과 같이 보내면,

2 \int e^{x} \cos x \,dx = e^{x} ( \sin x + \cos x )

이고, 2로 나눠

\int e^{x} \cos x \,dx = {e^{x} ( \sin x + \cos x ) \over 2}

와 같은 결과를 얻을 수 있다.

[편집]ln x 의 적분

또 다른 예제로, 어떤 함수를 1과 그 자신의 곱으로 생각해 부분 적분을 적용하는 경우가 있다. 이 방법은 적분을 구하고자 하는 함수의 미분값과 이 미분값에 x를 곱한 함수의 적분값을 알고 있는 경우에 유용하다.

첫 번째 예는, \int \ln x \,dx 이다.

위 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

\int (\ln x) \cdot 1 \,dx

다음과 같이 가정하면,

u = \ln x\;;\ du = \frac 1 x dx
v = x\;;\ dv = 1 \cdot dx
\int \ln x \,dx = x \ln x - \int \frac{x}{x} \,dx
= x \ln x - \int 1 \,dx
\int \ln x \,dx = x \ln x - {x} + {C}
\int \ln x \,dx = x ( \ln x - 1 ) + C

이고, 이 식에서 C는 적분 상수이다.

[편집]arctan x의 적분

두 번째 예는 \int \arctan x \,dx이다. 여기서 arctan 함수는 역 탄젠트 함수를 의미한다. 이 식 역시 다음과 같이 나타낼 수 있다.

\int 1 \cdot \arctan x \,dx

다음과 같이 가정하면,

u = \arctan x\;;\ du = \frac 1 {1+x^2} dx
v = x\;;\ dv = 1 \cdot dx
\int \arctan x \,dx = x \arctan x - \int \frac{x}{1 + x^2} \,dx
= x \arctan x - {1 \over 2} \ln \left( 1 + x^2 \right) + C

임을 확인 할 수 있다.

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 df(x) = f'(x)Δx = f'(x)dx  = 아주 미소의 0 에 가까운 εΔx  을 생략한  dy 값을 말함

 

ex)

 

dx = (x)'dx

d(x) = (x)'dx

 

d(x) = d(x+1)

(x)'dx = (x+1)'dx

dx=dx

 

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자세한 증명은 pdf 파일에 남겨놓는다

 

여기선 전체적인 개략적 설명만 남겨놓는다

 

z=f(x,y)

 

함수 증분 = Δz : z의 증분량 

전미분 = dz  :  극소값 입실론을 때어버린 z 의 극소 증분량 

 

 

 

z=f(x,y)  , x=g(t), y=h(t)

 

전도함수 dz/dt = (∂f/∂x)(dx/dt) +  (∂f/∂y)(dy/dt)

 

이렇게 표현을 하는데 풀이 과정은 편미분으로 들어가는데 dz/dt 로 쓸 수 있는 이유는 x,y 가 t 의 변수

 

즉 y,t 의 평면 그래프에서 생각 할 수 있기 때문, t 한개의 정의역에서 정의 될 수 있음으로

 

일변함수 도함수와 같다고 할 수 있지만 중간에 두개의 변수인 f 임으로 차별화가 필요하여 이름앞에 전을

붙여 전도함수라 칭함

 

편도함수는 중간에도 2개의 변수 마지막도 2개의 변수에 대한 도함수

 

z---->(x,y)------>(s,t)   인 결국엔 z 가 s,t로 이루어진 함수의 편미분을 하게 되는 과정을 말한다

 

표현한다면 

 

z를 s 에 대하여...

∂z/∂s = (∂f/∂x)(dx/ds) + (∂f/∂y)(dy/ds)

 

z를 t 에 대하여...

∂z/∂t = (∂f/∂x)(dx/dt) + (∂f/∂y)(dy/dt)

 

이때 ∂z/∂s , ∂z/∂t  가 모두 라운드(∂) 가 붙은걸 알 수 있는데 z 가 결국 s,t 다중 변수로 구성됨으로

 

z의 구성요소중 하나에 대하여 편미분 한다 하여, 즉 여러 변수중 하나를 골라 미분한다는거 표현하기 위해

 

라운드 가 붙는다, 그리하여 ∂ 대신 d 가 붙지 않는다

 

 

정리하면

 

 전도함수의 계산과정이 dz/dt = (∂f/∂x)(dx/dt) + (∂f/∂y)(dy/dt)

 

dz/dt 를 계산할때 x와 y 에 대하여 편미분하여 이 둘을 합친것이 t 에 대한 전도함수 임으로

 

z---->(x,y)------>(s,t) 인 다변 함수에서는 각각의 변수에 대한 전도함수식 계산을 각각 해주면 된다

 

 

[편도함수]

z를 s 에 대하여...

∂z/∂s = (∂f/∂x)(dx/ds) + (∂f/∂y)(dy/ds)

z를 t 에 대하여...

∂z/∂t = (∂f/∂x)(dx/dt) + (∂f/∂y)(dy/dt)

 

 

 

 

 

 

 

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결론적으로는 ..




 
Δy = f(x+Δx) - f(x)
 
평균값 정리에 의하여
x <  c < x+Δx  즉 (x,x+Δx) 사이에 미분가능한 c 가 존재하여
 = f'(c) Δx  =  Δy = f(x+Δx) - f(x) , 로 나타낼 수 있고
이것은 현재의 구간이 연속이며 미분가능하다고 가정하였을 경우
 = ( f'(x) + ε )Δx, 로 나타낼 수 있다 그리하여 다음과 같이 정리 될 수 있다
 =  f'(x)Δx + εΔx
 
이때의 ε 은 lim_Δx->0 { ε } = 0
으로 가는 값이다.
 
그리하여  εΔx 은 Δx 보다 ε 보다 더 작은 값이 되어 거의 없는 값으로 취급하여 근사적으로

 f'(x)Δx + εΔx ≒ f'(x)Δx
 
로 나타낼 수 있으며
 
Δx 가 극소로 간다는 것을 기호로 나타내여 dx 로 표현하기로 정의 했었고
 
f'(x)dx
 
로 현 할 수 있다
 
그리하여 f'(x)Δx + εΔx 의 근사 값을  f'(x)dx 으로 나타낼 수 있고 이것을
 
dy 라 칭한다
 
dy = f'(x)Δx
 
엄밀히 말하면 dy 는 근사적인 y 극소 증가량이다
 
 
 
[dy 와 Δy 차이]


를 말한다 좀 더 자세한 내용은 이하 첨부부터...













http://phc1112.blog.me/80066834781


첨부파일 (1)

엡(입)실론 델타 이용 함수극한 증명문제

 

 

 

고등학생 때는 당연시 여기는 것을 대학에선 대학수학적 정의를 가지고 증명을 하는데요,

"대학미적분(calclus)  함수의 극한중에서  큐스터디 게시판의 증명문제

여러분들과 공유하고자 합니다.

증명 설명은 파일첨부합니다. 

 
 
 
 
아래 그림 파일은 문제입니다.

 










출처 : http://blog.naver.com/inhangin/100073943722

 

고등학교 수학과정에서 가장 미흡하게 소개된 개념들을 꼽아보자면 몇 가지 되는데,

 

그 중의 하나가 바로 극한의 정의이다.

 

고등학교 과정 안에서 극한의 정의는 매우 모호하다.

 

함수 f(x)에서 x가 a와 다른 값을 가지면서 a에 한없이 가까워질 때, f(x)의 값이 일정한 값 α에 한없이 가까워지면 함수 f(x)는 α에 수렴한다고 한다. 이 때, α를 x→a일 때 함수 f(x)의 극한값 또는 극한이라 한다.

 

위와 같은 정의가 바로 고등학교 과정 내에서 극한에 대해 설명한 것이다.

 

하지만 한없이 가까워진다는 것이 대체 무엇을 말하는지 직관적으로는 이해가 가지만 논리적으로 어떻게 표현을 해야 할 것인지 난감하다.

 

그래서 등장한 것이 바로 입실론-델타 논법이다.

 

입실론-델타 논법은 독일의 수학자인 K. 바이어슈트라스가 창조해 낸 극한의 정의법으로

 

핵심적인 요소 두 가지가 있는데, 제목에서 알 수 있는 것과 같이 ε과 δ가 아주 큰 역할을 해내고 있다.

 

백문이 불여일견이라고 하였다.

 

입실론 델타가 무엇인가에 대해 설명만 구구절절 늘어놓지 말고, 직접 입실론-델타 논법을 사용한 극한의 정의를 살펴보자.

 

f:X→Y,  X, Y⊂R인 함수와 a, α∈R이 주어져 있다고 가정하자.

그럼 임의로 주어진 ε>0에 대하여 x∈X이고 0< |x-a|<δ 이면 |f(x)-α|<ε가 성립하는 δ>0가 존재하면, α를 x→a일 때 f(x)의 극한이라고 한다.

 

자, 뭔가 다르지 않은가? 앞부분은 엄밀하게 살펴보기 위하여 이것저것이 존재한다고 가정하는 부분이므로 넘어가고,

 

임의로 주어진 ε>0에 대하여 x∈X이고 0< |x-a|<δ 이면 |f(x)-α|<ε가 성립하는 δ>0가 존재하면

 

이 구절이 입실론-델타 논법의 핵심이다.

 

내가 어떤 ε을 잡는다고 하더라도, 0< |x-a|<δ 이면 |f(x)-α|<ε가 성립하는 δ가 존재 한다는 것을 보이기만 한다면,

 

이를 이용하여 극한값을 구할 수 있다는 말이다.

 

아직 감이 오지 않는 분들이 많을 것이다.

 

식을 찬찬히 풀어보자.

 

0< |x-a|<δ라는 부분을 살펴보면

 

이는 x가 (a-δ, a+δ)라는 개구간 안에 있다는 것을 의미한다.

 

그리고 |f(x)-α|<ε 이 부분은

 

f(x)가 (α-ε, α+ε)라는 개구간 안에 있다는 것을 의미한다.

 

이제 이 두 식의 의미를 종합하여 생각해본다면,

 

x가 (a-δ, a+δ)라는 개구간 안에 있다고 가정하면 f(x)는 언제나 (α-ε, α+ε)안에 있어야 함을 의미한다.

 

f(x)가 언제나 (α-ε, α+ε)안에 있다는 말은 내가 ε을 아무리 작게 만든다고 하더라도

 

임의로 δ값을 조정하여 x값의 범위를 조정해 주어서 f(x)를 (α-ε, α+ε)안에 집어넣어줄 수 있어야 한다는 것을 말한다.

 

그림으로 대강 설명을 해 보도록 하겠다.

 

 

 

 

 

다음 그림과 같이 ε과 δ이 잡혔고, x가 다음과 같은 위치에 존재 할 때 위 명제는 성립한다.

 

하지만 ε을 다음 그림과 같이 작게 좁혀보자.

 

 

이렇게 되면 f(x)값이 (α-ε, α+ε)안에 속해있지 않으므로, 명제가 성립하지 않는데,

 

이경우 δ의 값을 줄여서 명제를 성립하게 만들 수 있다면 그 점에서의 극한을 구할 수 있다는 것이다!

 

하지만 ε이 매번 변할 때마다 일일히 그에 합당한 δ값을 지정해 주기에는 너무 번거롭고, 끝이 없을 것이다.

 

따라서 우리는 δ를 ε에 관한 식으로 나타냄으로써 자동적으로 조정될 수 있도록 할 수 있다.

 

따라서 입실론-델타 논법을 이용한 극한의 증명 방법은 보통 다음과 같은 절차를 가진다.

 

- 먼저 입실론-델타 논법에 의거한 명제를 지정한다.

 

- 가정과 결론 부분의 식을 이용하여 δ값을 ε에 대해 나타내어 본다.(증명 전의 δ에 대한 예측)

 

- 만일 이 δ가 타당하다면, 가정 부분부터 시작하여 논리적으로 식을 조작하여 결론 부분에 이르도록 만들 수 있다.

 

- 따라서 논리적으로 전개해 나간다.(본 증명)

 

입실론-델타 논법을 이용한 여러 극한의 성질에 대한 증명은 다음 포스트에서 보여줄 것이다.

 

이거, 상당히 유용한 도구라고 생각하지 않은가?

 

엄청 파워풀하다고 생각하기도 한다.

 

그럼 다음 포스팅에서...

 

To be continued...

 

(※ 일부 책에서는 입실론-델타 논법을 이용하여 극한을 정의할 때 절대값을 사용하지 않고 노음(Norm)을 사용하기도 하지만, 신경 쓰실 필요는 없다고 봅니다.)

 

 


http://sos440.tistory.com/17

 

어느 호기심많은 소년을 위하여 적어본, 입실론-델타 논법에 대한 간단한 설명

 

인터넷을 뒤지다 보면 종종 입실론-델타 논법(이하 ε-δ)을 물어보는 사람들이 있다. ε-δ이란 걸 전혀 들어보지 못한 상태에서 물어보는 경우도 있지만, 어떤 때에는 이미 ε-δ를 한 번쯤은 접해봤는데도 불구하고 그 말의 의미를 이해하지 못하여 질문하는 경우도 있는 것 같다. 지금의 나로써는 ε-δ가 굉장히 당연하게 와닿지만, 나도 사실 처음에 ε-δ의 정의를 봤을 땐 이해가 잘 안됬던 것 같다. 물론 평범한 고등학생이 굉장히 수학적이고 형식적인 것처럼 보이는 문장을 처음부터 쉽게 읽으면 그것도 나름대로 신기하긴 하겠지만…. 어쨋든, 이 글은 ε-δ를 좀 더 마음속으로 이해할 수 있도록 설명하는 방법을 찾기 위한 내 몸부림이다.

우선 정의부터 살펴보자. ε-δ를 이용한 극한의 정의는 다음과 같다.

[정의] a의 근방에서 정의된 실함수 f에 대해, 임의의 ε>0 에 대하여 δ>0 가 존재하여, 0<|x-a|<δ 이면 항상 |f(x)-L|<ε 일 때, f(x)가 a 에서 L로 수렴한다고 하고 lim_{x→a} f(x) = L 로 적는다.

젠체하고 싶을 땐 다음과 같이 영어로 적을 수도 있다. (사실 such that이라는 긴요한 문법 구조에 대응하는 표현이 국어에는 없기 때문에, 때때로 수학은 영어로 접하는 게 더 이해가 쉬울 수도 있다.)

Let f be a real valued function defined on a neighborhood of a. If for any ε>0, there is δ>0 such that |f(x)-L|<ε whenever 0<|x-a|<δ, we say f(x) converges to L at a and denote it by lim_{x→a} f(x) = L.

만약 당신이 이 정의를 처음 보는데도 불구하고 '아, 당연하잖아' 라고 말한다면, 지금 당장 해석개론을 공부해도 전혀 무리가 없다. 이 말은, 대부분의 경우 위 정의를 마음으로 받아들이기까지 좀 시간이 걸린다는 뜻이다. 그리고 이 글의 목표가 바로 위 정의를 직관으로 이해하는 것이다. 개인적으로는 이 글을 읽고 좀 생각하면 누구라도 유레카를 외치지 않을까 하는 기대를 품고 있다. 구체적으로, 이 글에서는 위 정의의 한 부분 한 부분을 풀어나가도록 하겠다.

우선 'a의 근방에서 정의된 실함수 f'라는 말부터 이해해보자. 극한의 본질을 가장 잘 설명하는 단어는 무엇일까? 여러가지 가능한 대답이 있겠지만, 나보고 꼽으라고 하면 역시 국소적 성질(local property)이라는 말을 하겠다. 수학에서는 크게 기하학적인 대상을 보는 두 가지 관점이 있다. 우선 보고자 하는 대상의 전체를 아우르는 성질, 즉 대역적 성질(global property)에 관심을 갖고 연구하는 관점이 있고, 반대로 대상의 부분부분이 가지는 성질, 즉 국소적 성질에 주목하는 관점도 있다. 극한은 이 중에서 후자를 대표한다. 극한을 입으로 설명할 때 보통 'x가 a에 한없이 가까우면 어쩌구 저쩌구'라고 말하는 것에서도 알 수 있듯이, 함수 전체에 집중하는 대신 함수 위의 한 점에 주목하여 그 점에서 매우 가까운 부분만 살펴본다는 것이 바로 극한에 담긴 가장 기본적인 아이디어이다. 그러므로 극한을 생각한다는 것은 기본적으로 우리가 관심을 갖고자 하는 지점의 근처만 보겠다고 선언하는 것과 같고, 함수 f의 정의역에서 우리가 보고자 하는 지점인 a의 근처를 제외한 나머지 부분은 그냥 쳐내버려도 상관 없다는 내용이 정의 첫 부분에 숨어있는 것이다.

이제 ε-δ 정의의 나머지 부분에 대해 이해해보자. (함수의) 극한이 'x가 a에 한없이 가까우면 f(x)의 값도 L에 한없이 가깝다' 라는 직관적인 아이디어를 수학적인 언어로 번역한 것에 불과함을 보이기 위해, 이 문장에서 ε-δ 정의를 논리적인 추론으로 이끌어보도록 하겠다. 일단 문장

'x가 a에 한없이 가까우면 f(x)의 값도 L에 한없이 가깝다'(E-D1)
를 계속 반복해서 쓰는 건 공간과 시간 낭비이므로, 이 문장을 간단히 문장 E-D1이라고 부르자. (위 문장 옆의 (E-D1)라는 기호가 바로 이렇게 부르자는 약속을 나타낸다.)

E-D1은 굉장히 직관적으로 와닿는 문장이긴 하지만, 또한 너무 모호하기도 하다. 대체 L에 한없이 가깝다는게 얼마나 가깝다는 걸 의미하는가? 가깝다 멀다는 상대적인 개념이다. 기준이 있어야만 그 기준보다 가깝다 멀다를 이야기할 수 있는 것이다. 그러므로 가깝고 먼 것의 기준으로 ε이라는 양수를 하나 택하자. 즉, f(x)과 L 사이의 거리가 ε보다 작으면 f(x)와 L이 가까운 것이고, 그렇지 않으면 둘은 먼 것이다. 그리고 '한없이' 라는 말은 '기준 ε을 얼마나 작게 잡든지 상관없이'로 해석할 수 있다. 즉, 문장 E-D1은
'기준 ε>0 을 얼마로 잡든간에, x가 a에 한없이 가까우면 f(x)는 L에 가깝다' 
또는
'기준 ε>0 을 얼마로 잡든간에, x가 a에 한없이 가까우면 |f(x) - L|<ε 이다'(E-D2)
와 같이 적을수 있다.

x가 a에 한없이 가깝다는 것 역시 비슷한 방식으로 풀어낼수 있다. 이때 x가 변함에 따라 f(x)가 L에 가까워지고 멀어지는 것은 보통 f(x)의 성질과 기준 ε의 선택에 의존함에 주의하자. 그러므로 x가 a에가 가깝다는 것에 대한 기준을 δ라고 두면, δ가 아무 수나 될 수는 없음을 알 수 있다. 그러나 어쨋든간에 문장 E-D2는 x가 a에 충분히 가까울 때 f(x)도 L에 가까워지기를 요구하고 있으므로, 그러한 기준 δ를 적당히 잡을 수 있다면 문제는 해결된다. 그러므로 문장 E-D2는 다음과 같이 바꿔적을 수 있다.
'기준 ε>0 을 얼마로 잡든간에, (x와 a가 가깝다는 것에 대한) 적당한 기준 δ를 잡을 수 있어서, 
x가 a에 가까우면 |f(x) - L|<ε 이다'
또는
'기준 ε>0 을 얼마로 잡든간에, 적당한 기준 δ>0 를 잡을 수 있어서, 
0<|x - a|<δ 이면 |f(x) - L|<ε 이다'
(E-D3)
여기서 x와 a가 같은 경우를 빼는 것에 의아해하는 사람이 있을지도 모르겠는데, 이 점은 우리가 함수의 극한을 'x가 a에 한없이 가까이 다가가지는 하지만 a 자신안 되지 않는 상황'에서 생각하는 것이 좀 더 의미있기 때문에 첨가한 조건일 뿐이다. 이리하여 문장 E-D3을 얻게 되었는데, 이 문장은 정확히 바로 ε-δ를 이용한 극한의 정의와 일치한다. 그러므로 우리는 처음의 문장 E-D1이 ε-δ와 일치함을 이해했다.


 

롤의 정리

 

 함수 f(x)가 구간 a≤x≤b에서 연속이고, a<x<b에서 미분가능, 또 f(a)=f(b)이면 f'(x)=0, a<x<b가 되는 x가 적어도 하나 존재한다고 하는 정리.

 

본문
↑ 롤의 정리 /

이 정리는, 직관적으로 말해서, 그 함수가 나타내는 곡선의 접선 중, x축과 평행한 것이 적어도 하나는 존재한다는 것을 말해주는 것이다. 특히, 롤의 정리는, f(x)가 a≤x≤b에서 연속이고 f(a)=f(b)=k라도 a<x<b에서 미분가능하지 않으면 성립하지 않는다. 이를테면, f(x)=|x-3|은 구간 1≤x≤5에서 연속이고, f(1)=f(5)=2이지만, 구간 1〈x〈5에서 미분가능하지 않은 점 x=3이 있으므로 롤의 정리가 성립하지 않는다.

평균값 정리

“함수 f(x)가 a≤x≤b에서 연속이고, a<x<b에서 미분가능()이면 

를 만족하는 ξ가 적어도 하나 존재한다.”는 정리를 말한다. 

 



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다변함수극한증명과 일변함수의 형태

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로그,지수 등 기본꼴인 2번의 형태를 기억하면 나머지는 유추해 나갈 수 있다.

특징적인것은 로그쪽(ln) 은 나눠주는 형태이고 지수쪽은 곱해주는 형태이다

 

 

[' 는 미분]

5. (x^x)' = x^x (1+lnx)

 

주의!!!

 

(x^f(x)) 의 경우는 5번대로 쓰지 못하고 식을 5번 과정의 유도처럼

계산해내야한다

계산 방법은 양변에 ln 을 취해 ln의 계수 위치로 때어낸 후 미분해 나가면 된다

 

위 4가지(초8가지) 공식처럼 f(x) 적으로 유도되지 않는 이유는 .. x^x 일경우 변수가 같음으로써 생기는 약분이

생기는 경우와 x^f(x) 일때의 약분이 안되는 상황이 벌어지기 때문..

결론은 유도해보면 알 수 있다.  


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(1) 역수관계
① secθ=② cscθ=③ cotθ=
(2) 나눗셈 관계
① tanθ=② cotθ=
(3) 제곱관계

① sin2θ+cos2θ=1② 1+tan2θ=sec2θ③ 1+cot2θ=csc2θ

http://www.mathteacher.pe.kr/

 


삼각함수 미분

 

!! 앞에 c 로 시작하는 것을 미분하면 - 로 나온다

 

(sin(x))'=cos(x)

(cos(x))'=-sin(x)

(tan(x))'=ses^2(x)

 

cos^2(x) + sin^2(x) =1

 


 

 

역삼각함수(inverse trigonometric function)이란 삼각함수의 역함수를 말한다. 삼각함수는 단사함수가 아니기 때문에 이의 역함수를 정의하려면 정의역을 제한하는 것이 필요하다. 아래는 역삼각함수들의 정의와 표기법, 정의역과 치역들을 나타낸 표이다. 

 

 

 


 

역 삼각함수의 도함수

자세한 증명은 아래에..

 

 

arccos'(x) = -1/sqrt(1-x^2)

 

 

arcsin 정의역 (-1,1)   ==> -1,1은 포함되지 않는다

arcsin 정의역 [-1,1] 

arctan 정의역 -∞ , ∞

 

 

 

 

 

 

1) y=arcsin(1-x)

 

 

 

 

2) y=arccos(root[x])

 

 

3) y=arctan(x^2)

 

 

 

 

 


http://blog.naver.com/mindo1103/90095392364

 

 


역삼각함수 도함수 인강

http://blog.naver.com/proyjh426?Redirect=Log&logNo=120119010835

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dx, dy 에 대하여 말하다

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각을 회전각속도(w) 축 중심에서 적도로 떨어지는 각을 sin 에 넣기로 한다

코리올리 힘 [ Coriolis force ] 

지구와 같이 회전하고 있는 좌표계에서 수평적으로 움직이는 물체가 느끼는 겉보기힘을 코리올리 힘이라 하고 다음과 같이 표현한다. F = ma = 2mΩV sinΦ, m은 유체의 질량, Ω는 지구자전각속도, V는 유체의 속도, Φ는 위도이다. 여기서 a는 유체의 가속도인데 2ΩV sinΦ로 표현되며 코리올리 가속도라 부른다. 여기서 유체의 속도를 뺀 부분을 코리올리 변수 f로 정의하며 f = 2Ω sinΦ와 같이 표현한다. 

움직이는 물체가 그 물체의 속도에 대하여 수직으로 편향하도록 하는 효과를 코리올리 효과라 한다. 지구가 서쪽에서 동쪽으로 자전하기 때문에 코리올리힘은 북반구에서 움직이는 물체의 진행방향의 수직으로 작용하여 운동이 오른쪽으로 편향되도록 하고, 반대로 남반구에서는 왼쪽 90°로 작용하여 진행방향의 왼쪽으로 편향되도록 한다. 

전향력은 지구에 상대적으로 운동하는 물체의 속도에 비례하므로, 정지한 물체에 작용하는 전향력은 없다. 코리올리 변수가 위도의 함수이므로 전향력은 고위도로 갈수록 증가한다. 즉, 남극과 북극에서 전향력의 크기가 최대가 되고, 적도에서는 0이다. 전향력은 수직성분은 갖고 있으나 수평성분에 비해 힘의 크기가 매우 작아 무시할만하다. 이 전향력은 압력경도력과 평형을 이루어 지형류 혹은 지균풍을 만들어내고 대규모의 해양순환 및 대기의 운동에 관여한다.


 

코리올리가속도

 

회전 좌표계에 대하여 상대 속도로 운동하고 있는 물체가 갖는 실질적인 가속도.회전 좌표계에 대한 

 속도와 고정 좌표계에 대한 구심 가속도를 합함으로써 고정 좌표계에 대한 가속도를  수 있다.

 


 

http://ask.nate.com/qna/view.html?n=3709141

 

북극에서 적도로 대포를 뻥~ 하고 쐈습니다. 그리니치 표준 자오선에서 쐈다고 칩시다. 그 대포알은 지구가 자전한다는 사실을 제외하고 계산하여 적도와 그리니치 표준 자오선과 만나는 지점에 떨어지도록 조정되어 있습니다. 그러면 실제로 자전하는 지구에서 그렇게 대포를 쏘면 정말로 적도의 표준자오선과 만나는 지점에 떨어질까요? 안떨어집니다. 왜냐. 지구가 자전하기 때문이죠. 대포가 지면을 뜬 다음부터는 지면에 의한 힘을 더이상 받지 않습니다. 즉 지면과 함께 자전하지 않는다는 뜻이지요. 그렇다면 그 대포알은 지면의 자전하는 것과 반대방향으로 움직이는 것 처럼 보일 것이요, 직 지면을 기준으로 삼는 인간에게 있어서 '저놈이 가만히 놔뒀는데 저쪽으로 휘어가네?' 이렇게 생각되겠죠.

쉽게 얘기해서 지구본을 놔두고 이걸 지구 자전방향(왼쪽에서 오른쪽)으로 핑그르르 돌린다고 칩시다. 그리고 북극에서 적도쪽으로 펜으로 선을 일직선으로 곧게 그어보세요. 그리고 지구본을 멈추고 선이 어떻게 그려졌는가를 보십시오. 펜을 그은 방향의 오른쪽으로 날아간 것 처럼 보이죠?

즉 실제로는 작용하지 않는 힘인데도 불구하고 지구가 자전함으로서 실제로 작용하는 힘처럼 보이는 이 힘을 코리올리의 힘, 우리말로는 전향력이라고 부르는 것입니다.

참고로 남반구에서는 북반구와 반대방향으로 코리올리의 힘이 작용합니다.

--------------------------------------

욕조나 싱크대, 배수구에서 물이 빠질 때에는 어느 한쪽 방향으로 소용돌이치며 빠진다. 유심히 살핀 사람은 소용돌이의 방향이 늘 일정하다는 사실을 눈치챘을 것이다. 소용돌이는 우리나라를 비롯한 지구 북반구에서는 '시계 반대방향', 호주나 뉴질랜드 같은 남반구에서는 '시계방향'으로 생긴다. 이것은 지구의 자전으로 인한 전향력 때문에 일어나는 현상이다. 

이를 처음 발견한 프랑스 과학자의 이름을 따서 '코리올리 힘'이 라 부른다. 코리올리 힘은 북반구에서는 진행방향의 오른쪽, 남반구에서는 그 반대쪽으로 작용한다. 크기는 적도에서 가장 강하고, 극에서 0이 된다. 

태풍이나 대포의 탄도 등은 코리올리 힘이 잘 반영되는 사례다. 적도 근방에서 발생해 북상하는 태풍의 진로는 오른쪽, 즉 동쪽으로 휘게 된다. 태풍의 중심에서 일어나는 소용돌이 또한 이 힘 때문에 시계 반대방향으로 일어난다. 대포를 적도부근에서 북쪽을 향해 발사할 경우 탄도는 동쪽으로 휘고, 북극에서 남쪽을 향해 발사할 경우에는 서쪽으로 휜다. 

문제는 이처럼 지구적 범위에서 일어나는 현상이 욕조의 물 같이 미세한 운동에서도 생길 수 있느냐는 것이다. 이를 입증하기 위해 과학자들은 많은 실험을 했다. 그 결과 외부에서 전혀 힘을 가하지 않는 조용한 상태의 물은 태풍과 동일한 방향으로 소용돌이를 일으키며 빠진다는 사실을 확인했다. 

그러나 지구의 자전이 욕조의 물에 가하는 힘은 대단히 미약하기 때문에, 이 실험을 하기 위해서는 물을 오랫동안 고요한 정지상태로 유지해야 한다. 처음 물을 채울 때 반대방향으로 채웠다면, 그 영향 은 상상 이상으로 오래 간다. 과학자들은 이 오차를 극소화하기 위해 물을 채운 뒤 최소한 하루, 길게는 일주일 이상 기다렸다고 한다. 


코리올리의 힘 공식도 알려드리죠...
전항력(코리올리의 힘) : C=2mνωsinψ 
m : 질량 
ν : 운동속도 
ω : 지구자전 각속도 
ψ : 위도

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관성좌표계와 비관성좌표계  공학 

2010/07/19 11:38

복사http://blog.naver.com/bestian/10090433060


1. 관성좌표계 :

   관측자가 속한 계가 정지 또는 등속운동을 하는 계.

   등속으로 움직이는 기차에서의 물리실험은 뉴턴의 법칙을 만족한다.

 

2. 비관성좌표계:

   관측자가 속한 계가 가속도 운동을 하는 계.

   급가속 또는 급제동하는 기차 내부.

   원운동을 하는 물체 내부.

   급제동을 하는 기차 내부에서 물리 실험을 하면 단순한 뉴턴법칙을 적용할 수 없다.

   따라서 가짜힘(관성력)을 도입하여 설명해야 한다.

   원심력도 존재하는 힘이 아닌 가짜힘이다.

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순열(permutation) 에 r! 을 나눈것

 

 


 

 

http://cafe.naver.com/hwaryong12/1178

 

 

 

 

 


 

 

 nCn-r = nCr (n>=r)

 

 

ex)

 

n 명중에서  r명을 뽑는데 k 명을 반드시 한 경우의 수는?

 

집합 A= { 1,2,3,4,5 }  가 있을때 1,2 를 포함한 부분집합 개수는? 이라는 관점에서 보면

 

3,4,5 에 대한 부분집합개수 연산에 1,2 는 항상 포함되어 있는 것이니 1,2 를 제외 시켜놓고 3,4,5 에 대한 생각만 하면 된다

 

즉 n명중에서 반드시 k 명을 포함한 r 명이니 k명은 어느 r 그룹에나 다 포함된 것임으로 k 명에 대한 것을 빼주머 계산하면 된다

 

먼저 전체 n명에서 k 명만큼 제외하고

 

선택할 r 명에서는 항상 k 명만큼이 r 명에 들어간 수치이니 r 명에서 k 명을 뺀 나머지 수치에 대한 조합 연산을 하면 된다

 

 

n-k C r-k

 

정리하자면 k 명이 항상 포함되어 있어야 하니 전체 n 명과 선택할 r 명 에서 각각 k 명을 뺀다

 

왜냐하면 항상 포함되는 k 명을 n명에서 제외 시키는 것임으로 전채 r 에서도 동일하게 k 명이 빠져야 동일한 전체 수치가 적용 된다

 

 

 


 

 

조합으로 뽑은 경우의 수의 전체 개수의 나열 개수는?

 

 

nCr * r! = nPr

 

nCr = 조합  n!/ ((n-r)! *r! )

 

nPr = 순열  n!/(n-r)!

 

 

조합으로 나타낸다는 것은 1,2,3 또는 2,1,3 을 한개로 본 경우이다

( 순열에서 순서만 다르고 같은 숫자들의 개수로 나눈 것이 조합 )

 

 

 

 


 

n 개의 겹치지 않는 접이 있을때 만들 수 있는 선분의 수는?

=nC2

 

n 개의 겹치지 않는 점이 있을때 만들 수 있는 삼각형의 수는?

 = nC3 - (3개의 점이 일직선 상에 있는 것의 수)

 

 

n다각형의 점들로 만들 수있는 선분은? 단 외곽선 제외

=nC2 - n

-n 은  다각형의 외곽 선의 개수

 

 

n 개의 직선을 가로로 긋고 m의 직선을 세로로 그었을때 생기는 평행 만들어지는 평행 사변형의 갯수는?

 

nC2 * mC2

 

평행 사변형은 가로선 두개와 세로선 두개로 만들어 짐으로 겹치지 않는 세로 , 가로 각 두개씩의 선의 경우의 서둘로

만들어 질 수 있다

 

nC2 가 가로에 대한 2개씩의 선을 뽑아오는 경우의 수라면 이때

 

mC2 에서 나온 한가지의 경우의 수만을 nC2 와 겹친다고 하면

 

nC2  *1 개 만큼 생성

 

mC2 에서 두가지의 경우의 수에 대해 고려한다면

 

nC2  * 2 개 만큼 생성

 

결론적으로

 

nC2 * mC2 개만큼 생성 된다

 

 

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순열 permutation

 

n개의 서로 다른 것 중에서 r개(nr)를 택하여 어떤 순서에 따라 일렬로 배열하는 것. 이를테면 서로 다른 3개의 문자 a, b, c중에서 2개씩 택하여 일렬로 늘어놓는 방법은 ab, ac, ba, bc, ca, cb의 6가지이다.

일반적으로 n개의 서로 다른 것 중에서 r개를 취해 일렬로 늘어놓는 방법을 각기 n개에서 r개 취한 순열이라 하고 이 순열의 수 (늘어놓는 방법의 개수)를 라고 표시하며 다음과 같이 계산한다.


이 공식에 의하면 위의 보기는 =3·2=6으로 계산된다.

〔중복순열〕 n개의 서로 다른 것 중에서 r개를 택하는 순열에서 중복을 허락하는 것. 예를 들어 네 개의 숫자 1, 2, 3, 4 중에서 중복을 허락하고, 세 숫자를 취하여 3자리 정수를 만드는 방법은 첫째 100의 자리에는 1, 2, 3, 4 중 어느 숫자라도 올 수 있으므로 네 가지, 다음의 10의 자리에는 100의 자리에 쓴 숫자도 올 수 있으므로 1, 2, 3, 4의 네 가지, 또 1의 자리도 마찬가지로 네 가지이다.

따라서 세 자리 정수의 개수는 4×4×4=64가지이다.

일반적으로 n개의 서로 다른 것 중에서 중복을 허락하여 r개를 택하는 중복 순열의 수는 라고 쓰며 다음과 같이 계산한다.



n개 중에 같은것이 몇 개 포함되어 있는 경우를 생각한다.

n개 중에 같은 것이 각각 p, q, r, …개 있다면 이들을 전부 합하여 n=p+q+r+…개를 일렬로 늘어놓는 방법의 수는


이다.

이를테면 a, a, a, b, b, c, c, d의 8개의 문자를 모두 사용하여 만들 수 있는 순열의 수는 a가 3개, b가 2개, c가 2개, d가 1개이므로 다음과 같이 계산된다.


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출처 : http://blog.naver.com/dalsapcho/20130975163


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코사인 제 2법칙 증명

 

 

1. 들어가며  

저는 대학을 졸업한 사람으로, 수학, 특히 수학교육에 관심이 많은 사람입니다.

비록 수학을 전공하지는 않았지만

제 전공(화학공학)특성 상 수학을 일상에서 굉장히 많이 쓰고 있습니다.

지금은 대학생이 된 몇몇 학생들도 제 손을 거쳐갔습니다.

현재도 학생 한 명을 가르치고 있구요.

 

현업에서 수학을 많이 쓰는 사람으로서,

그간 제가 해오던 방식대로 수학적 사고 과정을 고스란히 담아내면

많은 학생들에게 도움이 되지 않을까하여 이렇게 글을 씁니다. 

 

이 포스팅은 수1 이전 과목 중 가장 중요하다고 손꼽히는 코사인 제 2법칙  증명 및 식의 의미 이해에 관한 글입니다.

 

 

이 글이 필요한 학생은

1. 고1 마지막 파트인 삼각함수를 소홀히 한 학생

2. 도형에 관한 감이 없는 학생

3. 수능을 준비함에 있어서 도형부분에 자신이 없는 학생 

 

입니다.

제 글이 많은 학생들에게 도움이 됐으면 하는 바람입니다.

그럼 포스팅 시작합니다.

 

 

 

2. 코사인 제 2법칙이란?           

 

위와같은 삼각형 ABC에서,

 

 

또는,

 

 

3. 증명         

증명에 앞서, 짚어야 할 몇 가지가 있습니다.

첫째는 삼각형의 6요소이고,

둘째는 코사인 제1법칙 입니다.

이 두 내용을 알고 있는 학생이라면 바로 3) 코사인 제 2법칙의 증명으로 넘어가셔도 됩니다.

 

1) 삼각형의 6요소

삼각형이란 변 세 개와 각 세 개로 이루어 진 도형을 말합니다.

이 때, 세 개의 변과 세 개의 각을 아울러 삼각형의 6요소 라 부릅니다.

삼각형의 6요소가 중요한 이유는, 앞으로 다루게 될 모든 삼각형들의 각 요소 요소를 어떤 문자로 표현할 건 지에 관한 것이기 때문입니다.

 

삼각형의 6요소 중

세 개의 각은 대문자로,

세 개의 변은 소문자로

표현합니다.

 

이 때 중요한 규칙이 있습니다.

각 각과 마주보는 변-대변-에 같은 문자를 지정합니다.

 

예를들어,

각 A의 마주보는 변이 a가 되고,

각 B의 마주보는 변이 b가 되고,

각 C의 마주보는 변이 c가 됩니다.

 

이처럼 대변과 대각의 관계(대응하는 변과 대응하는 각의 관계)

를 가지고 삼각형의 6요소를 이해하는 게 중요합니다.

 

 

 

2) 코사인 제 1법칙

코사인 제 2법칙은 코사인 제 1법칙으로부터 유도되는 식입니다.

따라서 코사인 제 1법칙을 우선 알아야 합니다.

 

위 그림에서 꼭지점 A에서 변 a에 수선을 긋고 그 때 생기는 수선의 발을 점 D라고 하겠습니다.

 

 

이 때, 변 BD는 변 c와 각 B로 표현할 수 있습니다.

 

마찬가지로 변 CD는 변 b와 각 C로 표현할 수 있습니다.

 

 

그런데 위 그림에서 변 BD와 변 CD의 합이 변 a가 되는군요.

 

 

이처럼, 한 변을 나머지 두 변과 그들의 대각의 코사인값으로 표현하는 것을 코사인 제 1법칙 이라 합니다.

 

위의 예에서는 변 a를 나머지 변 b,c와 그들의 대각의 코사인값인 cosB와 cosC로 표현하였습니다.

나머지 변에 대해서도 똑같은 논리를 적용할 수 있습니다.

(여러분이 직접 해보시기 바랍니다.)

 

 

 

식의 패턴을 잘 파악해야 합니다.

세 식 모두 우리가 관심있어하는 특정 변이 좌변에 있고,

우변에는 그 변을 제외한 나머지 두 변과 그 변에 대응하는 대각의 코사인값이 서로 교차하며 곱해져 있습니다.

 

예를 들어, 마지막 식

에서

관심있는 변(구하고자 하는 변) : b

나머지 두 변 : a, c

나머지 두 변의 대각의 코사인값 : cosA, cosC

서로 교차해서 곱하면 : acosC, ccosA

그들의 합 : acosC+ccosA

 

나머지 두 식 역시 위 '패턴'을 따르고 있습니다.

공식을 무작정 외우지 마시고 패턴을 익혀서 기억하는 걸 권장합니다.

 

 

 

 

3) 코사인 제 2법칙

이제 본격적으로 코사인 제 2법칙을 유도하겠습니다.

이 공식 유도 과정에 녹아있는 아이디어를 잘 이해해야합니다.

수학에서 문제를 어떤 방식으로 바라보고 해결해 나가는 지가 잘 나타나기 때문입니다.

그 '방식'을 캐치하고 기억해놓는다면,

후에 또다른 문제에 그 '방식'을 적용해서 해결할 수 있을 것입니다.

 

각설하고,

코사인 제 2법칙은 코사인 제 1법칙으로부터 유도된다고 했습니다.

코사인 제 1법칙에 나온 식 세 개를 가져와 보면,

 

 

위와 같습니다.

우리가 목표로 하는 공식인 코사인 제 2법칙을 다시 한 번 상기하면,

 

식을 잘 보면, 우리가 관심있어하는 변(b)의 제곱이 좌변에 있습니다.

우변에는 그 변을 제외한 나머지 변 두 개(a, c)가 등장하고

b의 대각 B의 코사인값이 있습니다.

 

코사인 제 1법칙으로부터 어떻게 제 2법칙을 유도할 수 있을까요?

바로, 

코사인 제 1법칙에는 등장하지만 제 2법칙에는 등장하지 않는 군더더기 요소들을 '소거'하기만 하면 됩니다.

 

그러한 군더더기 요소가 cosA, cosC 임은 쉽게 파악할 수 있을 것입니다.

 

식(1)과 식(2)에서 cosC를 소거해보겠습니다.

식(1)에서 cosC의 계수는 b, 식(2)에서 cosC의 계수는 a입니다.

계수가 다르면 소거가 불가능하기 때문에 계수를 같게 맞춰주려면

식(1)에는 양 변에 a를 곱하고, 식(2)에는 양 변에 b를 곱해서

두 식의 계수를 ab로 맞춰주면 됩니다.

 

식(1)의 양 변에 a를 곱하면,

식(2)의 양 변에 b를 곱하면,

두 식을 빼면,

 

cosC가 소거됐습니다.

이제 cosA를 소거해봅시다.

마찬가지 방법으로, 식(3)과 식(4)에서 등장하는 cosA의 계수를 맞춰줍시다.

 

식(3)에서 cosA의 계수는 b,

식(4)에서 cosA의 계수는 -bc이므로,

식(3)에만 양 변에 c를 곱하면 될 것입니다.

 

식(3)의 양변에 c를 곱하면

식(4)와 식(5)를 더하면

식을 b²에 관해 정리하면,

 

 

 

 

 

이로써 코사인 제 2법칙이 유도됐습니다.

식을 cosB에 관해서 정리하면

두 식 모두 코사인 제 2법칙이라 부릅니다.

 

 

4) 코사인 제 2법칙의 의미

 

코사인 제 2법칙은 유도과정도 중요하지만 식의 의미를 이해하는 게 더 중요합니다. 원래 삼각형의 그림과 코사인 제 2법칙을 봅시다.

 

좌변은 우리가 관심있어하는(혹은 구하고자 하는) 변입니다.

우변은 그 대상을 다른 요소들로 표현한 식입니다.

그림상으로 보면,

 

b를 구하기 위해선 
a와 c, 그리고 각B (혹은 그 각의 코사인 값인 cosB)가 필요합니다.

 

위 삼각형의 6요소 (A,B,C, a,b,c)는 임의로 정해 진 것입니다.

따라서 이를 좀 더 일반화 시켜 말할 수도 있을 것입니다,

 

 

코사인 제 2법칙은

삼각형의 특정 변을, 나머지 두 변과 그 끼인각을 사용해서 구할 때 쓰는 공식입니다.

 

 

코사인 제 2법칙의 또다른 형태

역시 비슷하게 해석될 수 있습니다.

우리가 관심있는 것은 좌변에 있는 각도 B(좀 더 엄밀히 말하면, 이 각도에 cos함수가 취해진 형태) 입니다.

우변에는 삼각형의 세 변이 모두 들어 있습니다.

 

 

즉, 각도 B를 알아내기 위해선-비록 그 각도의 코사인값을 알아내는 간접적인 방법이긴 합니다만

나머지 세 변 a,b,c가 필요합니다.

(여기서 주목할 점은, 각 B의 대변  b는 나머지 두 변 a, c와는 다르게 분자에  자기 혼자만 부호가 반대인 채로 등장하고 있다는 것입니다.)

 

이를 일반화 시키면,

 

코사인 제 2법칙의 또다른 형태는

삼각형의 특정 각을, 나머지 세 변을 이용해서 구할 때 쓰는 공식입니다.

 

4. 정리         

코사인 제 2법칙은 수능과목 직전(수학10-나)에 등장하는 공식으로, 그 중요도 및 효용성이 비수능 과목 통틀어 가장 큰 공식이라 할 수 있습니다.

 

이 포스팅에서는

1. 삼각형의 6요소

2. 코사인 제 1법칙

3. 코사인 제 2법칙

을 유도했습니다.

 

공식 유도 속에 녹아있는 아이디어였던

군더더기 요소를 소거함으로써 식에서 제외 시키는 기법에 대해 언급했으며,

코사인 제 2법칙의 의미, 식이 언제 어떤 상황에서 사용될 수 있는지에 대해서 해석해보았습니다.

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http://blog.naver.com/dalsapcho/20133201582


::삼각형 공식 정리::

 

1. 들어가며      

저는 대학을 졸업한 사람으로 수학, 특히 수학교육에 관심이 많은 사람입니다.

비록 수학을 전공하지는 않았지만

제 전공(화학공학)특성 상 수학을 일상에서 굉장히 많이 쓰고 있습니다.

지금은 대학생이 된 몇몇 학생들도 제 손을 거쳐갔습니다.

현재도 학생 한 명을 가르치고 있구요.

 

이 포스팅은

중3때 나오는 삼각형 공식 정리 및 그 유도에 관한 글 입니다.

 

직각삼각형의 닮음은 도형 관계에서 종종 등장하는 내용이라 꼭 이해하고 있어야 합니다.

그 외 파푸스의 중선정리, 외각과 내각의 이등분선 관련 공식도 가끔 출제되곤 합니다.

이에 관한 공식 유도 및 식의 의미를 정리해서 전달하면 많은 학생들에게 도움이 되지 않을까하여 이렇게 글을 씁니다. 

 

이 글이 필요한 학생은

1. 직각삼각형의 닮음 공식과 그 유도가 궁금한 학생.

2. 파푸스의 중선정리 공식 및 그 유도가 궁금한 학생.

3. 삼각형 내각의 이등분선의 공식 및 그 유도가 궁금한 학생.

4. 삼각형 외각의 이등분선의 공식 및 그 유도가 궁금한 학생.

5. 중학교 도형을 소홀히 한 학생.

입니다.


제 글이 많은 학생들에게 도움이 됐으면 하는 바람입니다.

그럼 포스팅 시작합니다.

 

2. 삼각형 관련 공식      

1) 직각삼각형 닮음 공식

 

 

위와 같은 직각 삼각형에서, 아래 네가지 관계가 성립합니다.

 

 

2) 파푸스의 중선 정리

 

위와 같이 임의의 삼각형의 중선을 그었을 때, 다음 식이 성립합니다.

 

 

 

3) 내각의 이등분선 공식

위와 같이 삼각형의 한 내각(여기선 ∠A)의 이등분선을 그었을 때, 아래 관계가 성립합니다.

 

 

4) 외각의 이등분선 공식

 

위와같은 삼각형 ABC에서 한 외각(여기선 ∠A의 외각)을 그었을 때 다음 관계가 성립합니다.

 

3. 공식 유도         

 

1) 직각삼각형의 닮음

 

-내각들의 관계 설정

먼저, 각각의 내각의 관계를 알아봅시다.

(큰 직각삼각형 ABC에서) ∠ABC를 임의로 ●라 하고 ∠ACB를 임의로 라 해봅시다.

삼각형의 내각의 합은 180˚ 이기 때문에 직각삼각형에서 나머지 두 내각의 합은 90˚입니다.

따라서, ● + x = 90˚

 

한편, 작은 직각삼각형 ACD에서 두 내각 ∠CAD와 ∠ACD의 합 역시 90˚가 돼야합니다.

그런데 ∠ACD를 아까 라 표시했으므로, ∠CAD는 필연적으로 ●가 되어야합니다.

(∵∠CAD = 90˚ - ∠ACD = 90˚ - x = ●)

 

이제 ∠BAD만 남았는데요. 공교롭게도 ∠BAD와 앞에서구한 ∠CAD와의 합이 90˚가 되는군요.(그림)

따라서 ∠BAD는 다시 x 로 표현할 수 있습니다.

(∵∠BAD = 90˚ - ∠CAD = 90˚ - ● = x )

 

이를 종합하면 아래와 같은 그림처럼 됩니다.

 

-닮은 삼각형을 찾아 닮음비 구하기

이제 닮은 삼각형들을 찾아서 닮음비를 구해봅시다.

모든 내각들이 직각(⊥), ●, x 로 표현돼있으므로 그림에서 보이는 세 삼각형들(ABC, ABD, ACD)은 모두 닮은 직각삼각형들입니다.

이 때 대응하는 변들을 찾아 그 닮음비를 표현하면 됩니다.

대응하는 변을 찾을 때에는 변에 포함된 각을 똑같이 대응시키면 됩니다.

 

i) 삼각형 ABD와 삼각형 ABC

중간 크기의 삼각형 ABD와 전체 크기의 삼각형 ABC를 봅시다.

삼각형ABD에서 선분 a에 대응하는 삼각형ABC의 선분은 e가 됩니다.

(선분 a를 잘 보면, 양 끝에 각 ●와 x 가 포함돼있습니다. 큰 삼각형 ABC에서 이에 해당하는 변을 찾으면 e가 됩니다. 선분 e의 양 끝에도 ●와 x 가 있죠. 앞으로 계속 이런 논리를 적용해서 대응하는 변을 찾을 것입니다.)

다시, 삼각형 ABD에서 선분 c에 해당하는 삼각형 ABC의 선분은 a가 됩니다.

(삼각형 ABD에서 선분 c는 각 ●와 직각(⊥)을 포함하는 변입니다. 큰 삼각형에서 이 두 각들을 포함하는 변은 선분 a가 됨을 알 수 있습니다.)

따라서, 다음 비례식

을 세울 수 있고, 이를 풀면 a² = ce, 첫번 째 공식을 얻습니다.

 

ii) 삼각형 ACD와 삼각형 ABC

 

작은 삼각형 ACD와 전체 삼각형 ABC를 봅시다.

삼각형 ACD에서 변 b에 대응하는 삼각형 ABC의 선분은 e입니다. (각 ●와 x)

삼각형 ACD에서 변 d에 대응하는 삼각형 ABC의 선분은 b입니다. (각 x와 직각⊥)

따라서 다음 비례식

을 세울수 있고, 이를 풀면 두 번째 공식을 얻습니다.

 

 

iii) 삼각형 ABD와 삼각형 ACD

이제 작은 두 삼각형 ABD와 ACD의 닮음비를 구해봅시다.

삼각형 ABD에서 변 c에 대응하는 삼각형 ACD의 선분은 h입니다. (각 ●와 직각⊥)

삼각형 ABD에서 변 h에 대응하는 삼각형 ACD의 선분은 d입니다. (각 x와 직각⊥)

따라서 다음 비례식

을 세울 수 있고, 이를 풀면 세 번째 공식을 얻습니다.

iv) 삼각형의 ABC의 넓이(소자 공식)

마지막 공식은 삼각형 ABC의 넓이를 서로 다른 방법으로 표현함으로써 얻을 수 있습니다.

삼각형 ABC에서 밑변을 b, 높이를 a로 보면 넓이는 1/2 x a x b 가 됩니다.

삼각형 ABC에서 밑변을 e, 높이를 h로 보면 넓이는 1/2 x e x h 가 됩니다.

 

이 공식은 모양상 소자 공식으로도 알려져있죠.

 

2) 파푸스의 중선 정리

파푸스의 중선정리는 코사인 제 2법칙으로 유도할 수 있습니다.

코사인 제 2법칙의 공식 및 유도가 궁금한 분은 아래 링크를 참고하세요.

(코사인 제2법칙 공식)

아래 그림에서 작은 삼각형 ABD에 주목해봅시다.

 

삼각형 ABD에서 코사인 B는 세 변 a, c, d로 표현할 수 있습니다.

한편, cosB는 큰 삼각형 ABC의 변을 통해서도 구할 수 있습니다.

전체 삼각형 ABC의 각 변 a, 2c, b를 통해 cosB를 표현하면 다음과 같습니다.

 

 



 

 

이 식을 위에서 구한 식과 연결하면 파푸스가 이끌어낸 중선정리의 결과를 얻을 수 있습니다.

 

2) 내각의 이등분선

아래 그림과 같이 삼각형 ABC에서 내각의 이등분선 AD와 평행한 직선을 긋고,

그 직선이 선분 AB의 연장선과 만나는 점을 E라 합시다.

(원래 삼각형은 검은색 실선, 보조선은 파란색 실선으로 표현했습니다.)

∠DAC와 ∠ACE는 엇각으로 같습니다.

∠BAD와 ∠AEC는 동위각으로 같습니다.

따라서, 삼각형 ACE는 두 밑각이 서로 같은 이등변 삼각형이며, 선분 AC와 선분 AE의 길이가 b로 서로 같습니다. (아래 그림)

 




위 그림에서 삼각형 BAD와 삼각형 BEC는 모든 내각이 같은, 서로 닮은 삼각형입니다.

또한 평행선의 관계에 의해서 다음 비례식이 성립합니다.

유도는 보조선을 그어서 했으나, 보조선이 없는 원래 그림, 즉 삼각형 ABC(검은 실선)와 한 내각의 이등분선이 주어진 그림에서 위 비례식을 생각해 낼 수 있어야 합니다.

 

4) 외각의 이등분선

아래 그림과같이 삼각형 ABC에서 한 점 C로부터 ∠A의 외각의 이등분선과 평행한 직선을 긋고,

그 직선이 선분 AB와 만나는 점을 E라 둡시다.

(내각의 이등분선 공식을 유도할 때랑 똑같은 아이디어입니다. 위에서도 내각의 이등분선과 평행한 평행선을 그어서 생각했습니다.)

 

위 그림에서 파란색 선분 EC는 보조선입니다.

두 평행선으로부터 동위각 및 엇각의 관계를 얻어낼 수 있습니다.

∠DAC=∠ACE (엇각)

∠DAF=∠CEA (동위각)

따라서 삼각형 ACE는 두 밑각이 서로 같은 이등변삼각형이고, 따라서 선분 AE와 AC는 길이가 b로 서로 같습니다. (아래 그림)

 

 

위 그림에서 삼각형 BCE와 삼각형 BDA는 세 내각이 모두 같은 닮은 삼각형입니다.

또한, 평행선의 관계에 의해서 아래와 같이 각 선분들끼리 일정한 닮음비가 성립합니다.

 

공식유도는 보조선을 그어서 했으나,

보조선이 없는 원래 상황에서도 위 비례식을 쓸 수 있어야 합니다.

유도 완료//

 

4. 정리     

이번 포스팅에서는

삼각형의 몇 가지 공식에 대해 다뤄봤습니다.

 

-직각삼각형의 닮음 공식

-파푸스의 중선정리

-삼각형의 한 내각의 이등분선

-삼각형의 한 외각의 이등분선

 

이 내용은 모두 중학교 때 나오는 공식으로, 유도과정이 그리 복잡하지 않기 때문에 한 번 쯤은 직접 유도해볼만한 것들입니다.

설령 정확한 공식이 기억이 나지 않는다 하더라도, 곧바로 공식을 유도해서 써먹을 수 있을 것입니다. 따라서 반드시 직접 위 공식들을 유도해보시기 바랍니다.

(직접 해 본 학생과 그러지 않고 대충 눈대중으로만 익힌 학생의 격차는 상당히 큽니다.)

 

제 글이 많은 학생들에게 도움이 됐으면 합니다.

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http://ko.wikipedia.org/wiki

 

 

선형성(線型性, linearity) 또는 선형(線型, linear, 라틴어: linearis)은, 직선처럼 똑바른 도형, 또는 그와 비슷한 성질을 갖는 대상이라는 뜻으로, 이러한 성질을 갖고 있는 변환 등에 대하여 쓰는 용어이다. 함수의 경우, 어떠한 함수가 진행하는 모양이 '직선'이라는 의미로 사용된다. 이러한 개념은 수학물리학 등에서 많이 사용된다. 다른 말로 1차(一次)라고도 한다. (단어 '1차' 자체는, '선형'을 의미하지 않는 경우도 많다.)

[편집]선형 사상

수학에서 선형성에 대한 정의는 다음과 같다.

함수 f에 대해,

  • 임의의 수 xy에 대해 f(x+y) = f(x) + f(y)가 항상 성립하고
  • 임의의 수 x와 \alpha에 대해 f(\alpha x) = \alpha f(x)가 항상 성립할 때

함수 f는 선형이라고 한다.

(여기서 x는 실수나 복소수, 또는 벡터 등 일반적으로 상의 아벨 군의 원소이다. (α는 스칼라 곱을 의미))

예를 들면, 일차함수의 경우, 원점을 지날 경우에 선형성을 갖는다.

선형대수학은 이러한 선형의 변환과 이로써 확보되는 공간의 성질에 대하여 연구를 하는 학문이다. 벡터 및 벡터 공간행렬을 이용하여 표시되는 선형사상 또는 선형방정식 계열에서 취급된다.

또한 함수를 함수로 투영하는 사상인 작용소(operator)의 선형성은 함수해석학에서 취급되고 있다. 함수의 미분을 작용소로 생각하여 얻어낼 수 있는 미분작용소(예:  나 라플라스 방정식)의 개념은, 선형 작용소의 중요한 예가 된다.

[편집]미분방정식에서의 선형성

미분방정식이 선형일 경우에는, 선형대수학의 수준으로 해를 찾아내는 것이 가능하다. 그러나, 카오스와 같이 선형이 아닌 (비선형인) 경우에는, 해를 구하는 것이 매우 어렵게 되어 버린다. 그러나 한편 팽르베 방정식과 같이, 어느 종의 대칭성을 가지고 있으며, 기하학적으로 다양한 성질을 내포하는 경우가 존재하는 등의 이유로, 수학자나 물리학자들의 관심의 대상이 되고 있는 것들 또한 비선형 미분방정식이기도 하다.

 

 


 

 

계, 변환 등이 비선형이라는 것은 그 구성요소의 합이나 곱 등 선형 결합으로 설명할 수 없다는 것을 뜻한다.

[편집]비선형 방정식의 예

비선형 방정식 중에는 다음과 같은 친숙한 것들도 있다.

\displaystyle x^2 - 1 =0

또, 많은 다항식은 비선형 방정식이다. 그러나 연립 비선형 방정식은 훨씬 복잡하다. 게다가 다음과 같은 1차 상미분방정식

\displaystyle d_x u  = u^2

은 그 해를 구하는 방법이 널리 알려져 있다. (변수 분리) 그러나

d_x^2 u + g(u)=0 , 여기서 \displaystyle g 은 비선형 함수

와 같은 고차 비선형 방정식을 푸는 것은 일반적으로 매우 어렵다. 비선형 편미분 방정식의 해는 더욱 구하기가 어렵다. 물론 해의 존재, 해의 안정성, 동역학에 대한 정리가 증명되어 있기도 하다.

단진자의 움직임을 기술하는 다음 비선형 미분 방정식을 보자.

{d^2\theta\over dt^2}+{g\over \ell} \sin\theta=0 \quad\quad\quad

일반적으로 이 방정식은 \displaystyle \theta가 매우 작다는 가정을 하여 \displaystyle \sin\theta \approx \theta로 놓아 아래 선형 방정식으로 바꾸어 해를 구한다.

{d^2\theta\over dt^2}+{g\over \ell} \theta=0 \quad\quad\quad

그러나 \theta가 큰 범위를 진동한다면 진자의 비선형성은 진자의 움직임에 훨씬 크게 기여한다. 이 비선형 방정식에 의한 진자의 움직임은위상 평면타원적분 등의 방법을 이용하여 분석한다.

 

 

 

 

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테일러 씨리이즈...


우선 정의부터 짚고 넘어갑시다




테일러 급수란?



풀어 말하자면 '근사다항식'으로


n+1번의 미분을 거치면 0이 되는 n차 다항식과 달리


무한히 미분되는 초월함수의 경우,(ex/ a^x, cosx, sinx, logx 등 )


특정한 x값 이외에는 함숫값을 찾기 어렵다.


이럴 때 미분을 이용하여 찾아낼 수 있는


원래의 함수와 매우 근사한 다항함수를 테일러 급수라고 한다.



테일러 급수의 형태




테일러 급수를 정할때는


1. 중심의 x좌표와


2. 최고차수


이 둘을 정해야 한다.


x좌표를 a, 최고차수를 k라 하자.




a좌표의 함숫값은 보통 알려진 수로 정하므로,




라고 하자.


미지수항을 x-a로 대체함으로 f(a)의 값은 상수 t_0이라는 것을 알 수 있다.


이 식을 한 차례 미분하자.





이 경우, f'(a)의 값은 일차항의 계수 t_1이다.


이계도함수의 경우,





f"(a)= 2!t_2


즉 여기서 우리는,



 (단,f^n(x)는 f(x)의 n계도함수)


임을 알 수 있다.



이를 이용해 f(x)를 나타내면,








- 중심좌표 a와 최고차수 k의 영향


테일러급수의 그래프의 전체적인 모양에 관여합니다.


a의 함숫값은 정확히 알고 있는게 보통이고,


그래프의 모양은 a에 가까울수록 원래의 그래프와 일치하고


a에서 멀어질수록 오차가 생긴다.


k가 높을수록 그래프의 모양이 원래의 그래프와 일치한다.


k가 무한대이면 원래의 그래프와 정확히 일치하게 된다.


개중 a=0, 즉 중심좌표가 0인 테일러 급수


메클로린 급수라 한다.






테일러 급수의 활용




자연지수함수 e^x


아무리 미분해도 변하지 않는 싱기한 함수



중심의 좌표를 0으로 잡고 테일러 급수를 만들어 보자.








e의 개형이 1/0!+1/1!+1/2!+1/3!+.... 


인걸 감안하면


상당히 닮은꼴이 나온다는 것을 알 수 있다.


k를 무한히 전개하면 원래 다항식과 같아지지만 현실적으로는 불가능하다.



-e의 전개에 대해서는 이전 포스팅 http://blog.naver.com/oscarsim_95/60121054283 을 참고



n 이 증가하면서 점점 원래의 함수에 근접해 지는 형태임을 알 수 있다



<네이버캐스트 - 테일러 급수>


위 f(x)=e^x의 테일러급수를 나타낸 플래시를 보면, 최고차항 (여기서는 n으로 나타내었다)이 커질수록


원래 그래프와의 오차가 확연히 줄어들게 된다.




사인,코사인 등의 삼각함수도 같은 방법으로 구할 수 있다.





미분된 함숫값이 주기를 이루며 일치한다.


위 식에서는 최고차항를 무한으로 잡고 풀었다.



http://postfiles6.naver.net/20111006_37/oscarsim_95_1317838250463quWb3_JPEG/4-3.jpg?type=w1


<사인함수의 11차 테일러 급수>



코사인함수 역시 크게 다르지 않다.






이 식 역시 최고차항이 무한이다.


- 삼각함수의 다항함수화는 이전 포스팅을 참고 http://blog.naver.com/oscarsim_95/60131467989




http://postfiles15.naver.net/20111006_142/oscarsim_95_1317838651327aHc8E_JPEG/4-4.jpg?type=w1

<코사인함수의 10차 테일러 급수>




대표적인 초월함수를 다 한 김에 로그함수도 마저 해보자.




계산의 편의성을 위해 자연로그로 하자.


왜 x가 아닌 1+x를 넣었냐 하면,


지금까지 했던 계산과 일치시키려고 메클로린 급수의 형태로 하려면 x=0의 값이 정해져야 한다.


log0의 값 같은건 없으니 x+1을 대신 넣어주자.





하지만 분모가 0일수 없으므로


n의 초항을 1로 잡자.














--


로그함수 수정



----


사인코사인 수정




http://cafe.naver.com/mathematicians/75 강의

http://blog.naver.com/pjhoon0?Redirect=Log&logNo=20036368968

tp://blog.naver.com/oscarsim_95?Redirect=Log&logNo=6014291017


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저번에서 얘기 했듯이 이번에는 복소평면에서의 복소수의 성질에 대해 알아보자

 


 
 

 

위에 나오는 평면을 복소평면이라 하는데, 복소평면이란 가로축을 실수축, 세로축을 허수축으로하는 평면을 말한다.

 

 

처음에는 항상 그랫다 싶이 사람들은 허수를 믿지 않았다.  왜냐면 볼 수 없었기 때문이다. 실제로 사람들이 음수를 인정하지 않던 이유도 '-3개의 사과','-5ㅡm의 막대'를 볼 수 없었기 때문이었다. 그래서 덴마크의 측량기사 카스파르 베셀(1745~1818)은

이렇게 생각했다.

"허수는 수직선의 어디에도 없다. 그렇다면 수직선의 밖, 즉 원점에서 위의 방향으로 뻗은 화살표를 허수로 생각하면 되지않을까?"

이 방법을 이용하면 드디어 허수가 "눈에 보이게" 된다.

 

이러한 아이디어는 비슷한 시기에 프랑스의 회계사 장 로베르 아르강(1768~1822)와 독일의 수학자 카를 프리드리히 가우스 (1777~1855)에 의해서도 발표되었다. 그래서 복소평면을 가우스 평면이라고도 한다.

 

설명은 이정도로하고 복소수의 기하학적의미에 대해 파악해보도록 하자.

 

일단 복소수의 사칙연산이다.

 


 위의 그림은 복소수의 덧셈을 표기한 것이다. 고2학생들중 기학벡터를 배운 학생 또는 그 이상의 교육을 받은 사람이면 어디서 많이 본듯한 그림일 것 같다. 복소수의 덧셈은 마치 벡터의 합을 구하는 것과 매우 흡사하다.

 

합을 눈으로 봤으니 이제는 곱을 눈으로 봐보자.

곱을 보기 전에 일단 허수단위 i의 순환을 눈으로 보고 곱으로 들어가도록 하자.

  • i4n − 3 = i
  • i4n − 2 = − 1
  • i4n − 1 = − i
  • i4n = 1 (이상, n은 정수)

위의 순환 성질과 밑의 그림의 관련성이 보이는가?

허수에 대해 잘 배운 사람이면 보일지도 모르겠다. 허수의 곱셈은 회전의 의미 가 있다.

위의 경우에는 i를 곱함으로써 점이 90도 회전하는 걸 볼 수 있다.

 

이를 다른 일반적인 복소수에 대해서도 일반화를 시키자면

위에서 보면 복소수 a+bi 와 c+di 를 곱하고 있다. 이것을 잘 한 번 살펴보자

 

위에서 과 는 각각의 복소수의 절댓값으로서 원점과의 거리를 의미하고 과 는 실수축의 양의방향과 이루는 각도이다.

 

이제 (a+bi)(c+di) 를 해보자

 


 

 

위 두식을 비교해 보면 알 수 있듯이 두 복소수의 곱의 절댓값은 두 절댓값의 곱과 같다는 것을 알 수 있다.

이번에는  각의 관점에서 복소수의  곱을 봐보자


 
 두 복소수를 위와 같이 놓고 곱을 해보자

 


 
 위 식으로 알 수 있듯이 두 복소수의 곱이 이루는 각  복소수의 각을 더한 것과 같아진다.

(만약 위식이 이해가 가지 않으면 삼각함수의 덧셈정리라고 검색을 한번 해보시길)

 

이런식으로 복소수의 곱을 해보면 쉽게 회전 확대의 원리를 이해 할 수 있을 것이다.

 

오늘은 여기 까지만 하고 다음번 복소수에서는 이런 복소수가 도데체 어디에 쓰이는 지 한번 알아보도록 하자.

[출처] 복소수, 허수에 대해 2|작성자 jini

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0. 루트안에 음수인 상태인 변수는 i 로 만들지 못한다

 

a<0

 1) √( -a ) !=  √( a )i       안됨   a 는 음수 이므로 루트안이 음수 라서 성립 안됨 밖으로 i 로써 나갈 수 없음

 2) √( -(-3) ) !=  √ ( -3 )i  안됨   루트안이 -3 음수이므로

 

  3) √( -(3) ) !=  √ ( 3 )i  성립  3 이 양수 이므로 i 로써 나갈 수 있음

  4) √( -(-a) ) !=  √( (-a) ) i  성립 루트안의 -a 는 양수 이므로 성립

 

정리

  √( -a ) = √( a )i 라고 표기할때는 반드시 a > 0 이어야 함

 

   이를 기반으로 루트와 실수에서의 지수 법칙이 서로 정립이 됨

 

 

 

1. 복소수가 허수를 포함한다

 

 

2. 분수중 분모에 0 이 들어가면 정의를 하지 않는 이유는 복소수 때문

 

a,b 가 실수일때 

 

a + bi = 0

 

if b!=0 

 

-a/b = i   가 성립되어 허수 i 가 실수라는 모순이 일어남

 

그래서 b 는 0 을 포함한 실수로둔다면 논리가 성립될 조건이 갖춰짐

 

 

 

3. 허수끼리의 대소관계를 정의하지 않음

    허수가 들어가는 모든 확장된 대소관계는 정의되지 않는다

    

4. 단 a,b 가 실수일때 a,b 가 같으면 두 복소수는 같다라고 정의

   즉 a=1-i 와 같은  라는 복소수가 되면 안됨 왜냐하면 이렇게 되면 무수히 많은 해가 존재 하게 됨

   a,b 가 실수 일때는 두 복소수가 같을 조건의 a,b 는 오직 하나만 존재하게 됨

 

5. 복소수 * 켤레복소수 는 실수의 조합을 만들어냄

   복소수 * 켤레복소수는 복소수 i 가 사라지는 결과를 나타냄

 

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특수치환  

삼각치환, 지수식치환, 루트치환

 

http://cafe.naver.com/himath119.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=585&

 

 


 

http://blog.shonan.wo.tc/60126143310

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http://blog.naver.com/obrigadu/50098592713

 

이 조건제시법을 이용하여 실수와 유리수, 정수, 자연수의 집합을

간단하게 표현할 수 있다. 이들은 R, Q, Z, N 으로 표시하며

다음과 같이 정의한다.

R = {x | x is a real number}

Q = {x | x is a rational number}

Z = {x | x is an integer}

N = {n | n is a natural number}

 

조건제시법의 예를 좀더 들어보자.

10 이상 5000 미만의 자연수들의 집합은 {x ∈ N | 10 ≤ x < 5000}이며

{x√2 + 3 | x ∈ N, 3 ≤ x < 7} 로 표현된 집합은

{3√2 + 3, 4√2 + 3, 5√2 + 3, 6√2 + 3}를 나타낸다.

 

 



 집합 - 조건제시법  수학사랑 

2010/09/02 03:42

복사http://blog.naver.com/g1230dj/80114629162

A={(x, y)|x+y=4, x, y는 자연수}와 같이 조건 제시법으로 표현된 집합을 원소나열법으로 표현할 수 있다면 집합 절반은 먹고 들어갑니다. 

조건제시법은 A={원소의 형태 | 조건}의 형태로 집합을 표시하자 약속한 것입니다. 위의 집합을 원소나열법으로 표현하지 못하는 것은 약속을 기억하지 않기 때문이죠. 

문제에서 집합 A의 원소의 형태는 순서쌍 즉, A는 순서쌍을 원소로 갖는 집합이예요. 당연히 조건을 따져야겠죠? x+y=4를 만족하는 (1,3), (2,2), (3,1)이 주어진 집합의 원소입니다. 

수학을 잘하려면 정의와 용어에 목숨걸라는.^^

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복사http://blog.naver.com/winter47/30079861226

아는분이 요청해서 올려봅니다 .

직각삼각형의 닮음공식 , 그리고 피타고라스 정리 공식이구요 ,

증명도 몇개 넣었습니다 . [ 피타고라스는 교과서나 참고서에 많기에 ... ]

많은 사람들에게도 도움이 되길 바라면서 글 올려봅니다.

 

그럼 시작합니다 .

 

  

 

 

 

 

 

    1.    피타고라스 정리 

       a² = b²+  

     뭐  ...    한번쯤은 들어봤고 알듯한 공식 ,

                 중 3 때 배우는걸로 기억하구요 , 모르면 .. 진짜 후회되는 공식 .

 

    2.    닮음 공식

        i)   h² =  xy 

       pf) [ 증명입니다 ] 

            △ADB  과  △CDA 는 AA 닮음 ( ∵o 각과 x 각 )

            그러므로   『  h : x = y : h   』 

            안의 곱은 바깥의 곱 ,

            ∴  h² =  xy 

       ii)   c² = ay

        pf) △CAB와 △ADB 는 AA 닮음 ( 이하동문 )

              그러므로  『 c : y = a : c  』

              비례식을 이용하여 정리해주면 

              ∴ c² = ay

       iii)  b² = ax

        pf)  △CAB와 △CDA 는 AA 닮음 ( 이하동문 )

               그러므로  『 b : x = a : b  』

               역시 비례식을 이용하여 정리

               ∴ b² = ax

        iv)  ah = bc

         pf)  △ABC = ½bc = ½ah

                ∴ ½bc = ½ah  

                      bc   =   ah   ( 각항에 2를 곱한 결과 )

                ∴    ah = bc      ( 정리 )

 

 

 

 

 

 


 

 




닮음

위키백과, 우리 모두의 백과사전.

수학에서 닮음이란, 두 도형이 크기는 다르지만 모양은 같다는 것을 뜻한다. 즉, 한 도형을 전체적으로 늘이거나 줄이면 다른 도형과 정확히 같은 모양(합동)이 된다.

모든 은 서로 닮음이고, 모든 정다각형도 서로 닮음이다.

[편집]삼각형의 닮음

삼각형 ABC와 삼각형 DEF가 닮음일 때, 다음과 같은 기호로 표기한다.

\triangle ABC \sim \triangle DEF

조건은 다음과 같다.

SAS(변-각-변): 두 변의 길이의 비와 끼인각의 크기가 서로 같으면 두 삼각형은 닮음이다.
SSS(변-변-변): 세 변의 길이의 비가 서로 같으면 두 삼각형은 닮음이다.
AA(각-각): 두 각의 크기가 서로 같으면 두 삼각형은 닮음이다.

[편집]닮음비

두 도형이 서로 닮음일 때, 대응하는 선분의 길이 비율을 닮음비라 한다. 예를 들어, 서로 닮음인 두 삼각형 ABC와 DEF가 있을 때 삼각형 ABC의 각 변 길이가 서로 대응하는 삼각형 DEF의 각 변 길이보다 두 배 길다고 하면 ABC와 DEF의 닮음비는 2:1이 된다.

닮음비가 1:1이 되는 도형은 합동이다.

 




기하학에서 합동(合同, Congruence)이란 두 도형의 모양과 크기가 서로 같다는 것을 의미한다. 엄밀하게 정의하면, 어떤 점의 집합이 등거리 변환을 통해 다른 집합이 될 수 있으면 두 집합을 합동이라 한다. 두 선분의 길이 또는 두 의 크기가 같아도 그 선분·각은 합동이라고 한다.

[편집]삼각형의 합동

두 삼각형이 합동이 되는 데에는 다음 조건 가운데 하나를 만족하면 충분하다.

  • SSS(변-변-변): 세 변의 길이가 서로 같으면 두 삼각형은 합동이다.
  • SAS(변-각-변): 두 변의 길이와 끼인각이 서로 같으면 두 삼각형은 합동이다.
  • ASA(각-변-각): 두 각과 사이에 있는 변의 길이가 서로 같으면 두 삼각형은 합동이다.

 


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삼각함수 항등식(三角函數 恒等式)은 삼각함수가 나오는 항등식을 말한다. 이 공식들은 삼각함수가 나오는 복잡한 식을 간단히 정리하는 데 유용하며, 특히 치환적분에서 매우 자주 쓰이기 때문에 중요하다.

참고로 아래에서 sin2cos2 등의 함수는 sin2x = (sinx)2와 같이 정의된다.

 

 

삼각함수의 정의에서

\cos{x} = \sin\left( x + {\pi \over 2} \right)
 \tan {x} = \frac {\sin {x}} {\cos{x}} \qquad \operatorname{cot}{x} = \frac {\cos {x}} {\sin{x}} = \frac{1} {\tan{x}}

 \operatorname{sec}{x} = \frac{1} {\cos{x}} \qquad \operatorname{csc}{x} = \frac{1} {\sin{x}}

 

 

 

 

 

 

피타고라스 정리

 \sin^2{x} + \cos^2{x} = 1 \qquad \tan^2{x} + 1 = \sec^2{x} \qquad  \cot^2{x} + 1 = \csc^2{x}

[편집]덧셈 정리

다음을 증명하는 가장 쉬운 방법은 오일러의 공식을 이용하는 것이다. 탄젠트 공식은 위의 둘을 결합하여 얻는다.

\sin(x \pm y) = \sin{x} \cos{y} \pm \cos{x} \sin{y}\,
\cos(x \pm y) = \cos{x} \cos{y} \mp \sin{x} \sin{y}\,
(좌변에 "+" 기호가 있는 경우, 우변에는 "−" 기호를 사용함.)
\tan(x \pm y) = \frac{\tan{x} \pm \tan{y}}{1 \mp \tan{x}\tan{y}}
{\rm c\dot{\imath} s}(x+y)={\rm c\dot{\imath} s}{x}\,{\rm c\dot{\imath} s}{y}
{\rm c\dot{\imath} s}(x-y)={{\rm c\dot{\imath} s}{x}\over{\rm c\dot{\imath} s}{y}}

여기서

{\rm c\dot{\imath} s}{x} = \exp(i x) = e^{i x} = \cos{x}+i \sin{x}\,
 i^{2}=-1.\,

 

 

 

 

두배각 공식

다음 공식은 바로 위 덧셈 공식에서 x = y로 놓으면 바로 얻어진다. 피타고라스의 식을 쓰면 변형을 얻는다. 또한 드 무아브르의 공식(de Moivre's formula)에서 n = 2로 놓아도 된다.

\sin{2x} = 2\sin{x}\cos{x} \,
\cos{2x} = \cos^2{x} - \sin^2{x}  = 2 \cos^2{x} - 1 = 1 - 2 \sin^2{x} \,
\tan{2x} = \frac{2 \tan {x}} {1 - \tan^2{x}}
\frac{\tan^2{x}-1}{\tan{x}} = \frac{-2} {\tan{2x}}

 

 

 

차수 줄이기

두배각 공식의 코사인 공식을 cos2x 과 sin2x으로 푼다.

\cos^2{x} = {1 + \cos{2x} \over 2}
\sin^2{x} = {1 - \cos{2x} \over 2}

 

 

 

반각 공식

차수 줄이기 공식의 \textstyle \frac x 2 를 x 로 바꾸어 넣고, \textstyle \cos \frac x 2 과 \textstyle \sin \frac x 2으로 푼다.

\left|\cos{\frac{x}{2}}\right| = \sqrt{{\frac{1 + \cos{x}}{2}}}
\left|\sin{\frac{x}{2}}\right| = \sqrt{{\frac{1 - \cos{x}}{2}}}

\textstyle \tan \frac x 2는 \textstyle \frac {\sin \frac x 2} {\cos \frac x 2}과 같고, 여기에 분자 분모에 같은 \textstyle 2 \cos \frac x 2을 곱한다. 그러면, 분자는 사인의 두배각 공식에 의해 sinx이 되고, 분모는 \textstyle 2 \cos^2 \frac x 2 - 1 + 1 이므로 코사인 두배각 공식을 쓰면 cosx + 1 이 된다. 두 번째 식은 분자와 분모에 다시 sinx를 곱하고, 피타고라스 공식으로 간단히 하면 얻어진다.

\tan{\frac{x}{2}} = \frac{\sin{x}}{\cos{x} + 1} = \frac{1 - \cos{x}}{\sin{x}}

 

 

 

 

 

곱을 더하기로

우변을 덧셈정리로 전개하면 증명된다.

\sin{x} \cos{y} = {\sin(x + y) + \sin(x - y) \over 2}
\cos{x} \sin{y} = {\sin(x + y) - \sin(x - y) \over 2}
\cos{x} \cos{y} = {\cos(x + y) + \cos(x - y) \over 2}
\sin{x} \sin{y} = -{\cos(x + y) - \cos(x - y) \over 2}

[편집]더하기를 곱으로

위 식의 x를 \textstyle \frac{x + y}{2}로, y를 \textstyle \frac{x - y}{2} 로 바꾼다.

\sin{x} + \sin{y} = 2 \sin\left( \frac{x + y}{2} \right) \cos\left( \frac{x - y}{2} \right)
\sin{x} - \sin{y} = 2 \cos\left( \frac{x + y}{2} \right) \sin\left( \frac{x - y}{2} \right)
\cos{x} + \cos{y} = 2 \cos\left( \frac{x + y}{2} \right) \cos\left( \frac{x - y}{2} \right)
\cos{x} - \cos{y} = -2 \sin\left( \frac{x + y}{2} \right) \sin\left( \frac{x - y}{2} \right)

[편집]삼각함수의 역함수

x > 0 이면

\arctan{x}+\arctan{\frac 1 x}=\frac{\pi}{2}.

만약 x < 0 이면, 등식 우변이 \textstyle -\frac \pi 2가 된다.

\arctan{x}+\arctan{y}=\arctan\left(\frac{x+y}{1-xy}\right)

피타고라스 정리로부터 다음과 같은 몇 가지 항등식을 얻는다.

\cos(\arcsin{x})=\sqrt{1-x^2}

[편집]변수 없는 항등식

리처드 파인만은 소년 시절에 다음의 기묘한 식을 배우고 언제나 기억했다고 알려져 있다.

\cos 20^\circ\cdot\cos 40^\circ\cdot\cos 80^\circ=\frac 1 8

그러나, 이 식은 다음의 변수를 포함한 일반적인 식의 특수한 경우이다. (\scriptstyle x=20^\circ, k=3을 넣고, \scriptstyle \sin x = \sin (180^\circ-x)를 이용 우변을 정리한다.)

\prod_{j=0}^{k-1}\cos(2^j x)=\frac{\sin(2^k x)}{2^k\sin{x}}

다음 식들은 아마 변수가 있는 일반화된 식을 찾기가 위 보다 어려울 것이다.

\cos 36^\circ+\cos 108^\circ=\frac 1 2
\cos 24^\circ+\cos 48^\circ+\cos 96^\circ+\cos 168^\circ=\frac 1 2

21을 택해서 각을 나누면, 도로 표현한 각이 더이상 깔끔하지 않다. 다음 식을 보자.

\cos\frac{2\pi}{21}+\cos\frac{2(2\pi)}{21}+\cos\frac{4(2\pi)}{21}+\cos\frac{5(2\pi)}{21}+\cos\frac{8(2\pi)}{21}+\cos\frac{10(2\pi)}{21}=\frac 1 2

1, 2, 4, 5, 8, 10 이란 인자를 보면 차츰 답이 드러난다. 이 수들은 모두 21/2보다 작고, 21과의 공약수가 1인 수 들이다. 사실 위 세 가지 예는 더 인수분해되지 않는 원분다항식(cyclotomic polynomial)에 대한 기본정리의 따름정리이다. 코사인값은 다항식의 영(zero)들의 실수부이고, 그들의 합은 21(가장 마지막 예)의 뫼비우스 함수값이다. (식에선 값의 반만이 나타난다.)

[편집]미적분학

미적분학의 삼각함수에선 각을 라디안(radian)으로 써야 한다. 그렇지 않으면, 다음 관계식들은 성립하지 않는다. 우선 삼각함수가 기하학적으로 정의된 후에 함수들의 미분을 구하기 위해선 우선:

\lim_{x\rightarrow 0}\frac{\sin{x}}{x}=1

\lim_{x\rightarrow 0}\frac{1-\cos{x}}{x}=0

을 증명한다. 그리고, 미분의 극한 정의와 덧셈정리를 이용한다. 삼각함수가 테일러 급수로 정의되었다면, 각 항을 미분하여 알아낼 수 있다.

{d \over dx}\sin{x} = \cos{x}

나머지 삼각함수의 미분은 위 항등식과 미분법칙으로 얻어진다.

{d \over dx}\cos{x} = -\sin{x}
{d \over dx}\tan{x} = \sec^2{x}
{d \over dx}\arcsin{x}=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
{d \over dx}\arctan{x}=\frac{1}{1+x^2}

적분식은 적분표를 참고하라.

 

 

 

주기성, 대칭성, 이동(Shifts)

다음 관계는 단위원을 사용하면 쉽게 보일 수 있다.

다음 식은 삼각함수의 주기성을 나타낸다.

 \sin{x} = \sin(x + 2k\pi) \qquad  \cos{x} = \cos(x + 2k\pi) \qquad \tan{x} = \tan(x + k\pi)
 \sec{x} = \sec(x + 2k\pi) \qquad  \csc{x} = \csc(x + 2k\pi) \qquad \cot{x} = \cot(x + k\pi)

다음 식은 삼각함수의 대칭성을 나타낸다.

&#-0;\begin{matrix}&#-0;\sin(-x) = -\sin{x}, & & \sin\left({\pi \over 2} - x\right) = \cos{x}, & & \sin\left(\pi - x\right) = \;\;\sin{x} \\&#-0;\cos(-x) =\;\;\cos{x}, & & \cos\left({\pi \over 2} - x\right) = \sin{x}, & & \cos\left(\pi - x\right) = -\cos{x} \\&#-0;\tan(-x) = -\tan{x}, & & \tan\left({\pi \over 2} - x\right) = \cot{x}, & & \tan\left(\pi - x\right) = -\tan{x} \\&#-0;\cot(-x) = -\cot{x}, & & \cot\left({\pi \over 2} - x\right) = \tan{x}, & & \cot\left(\pi - x\right) = -\cot{x} \\&#-0;\sec(-x) =\;\;\sec{x}, & & \sec\left({\pi \over 2} - x\right) = \csc{x}, & & \sec\left(\pi - x\right) = -\sec{x} \\&#-0;\csc(-x) = -\csc{x}, & & \csc\left({\pi \over 2} - x\right) = \sec{x}, & & \csc\left(\pi - x\right) = \;\;\csc{x}&#-0;\end{matrix}&#-0;

다음은 삼각함수의 이동 성질을 나타낸다.

&#-0;\begin{matrix}&#-0;\sin\left(x + {\pi \over 2}\right) = \;\;\cos{x}, & & \sin\left(x + \pi\right) = - \sin{x} \\&#-0;\cos\left(x + {\pi \over 2}\right) = - \sin{x}, & & \cos\left(x + \pi\right) = - \cos{x} \\&#-0;\tan\left(x + {\pi \over 2}\right) = - \cot{x}, & & \tan\left(x + \pi\right) = \;\;\tan{x} \\&#-0;\cot\left(x + {\pi \over 2}\right) = - \tan{x}, & & \cot\left(x + \pi\right) = \;\;\cot{x} \\&#-0;\sec\left(x + {\pi \over 2}\right) = - \csc{x}, & & \sec\left(x + \pi\right) = - \sec{x} \\&#-0;\csc\left(x + {\pi \over 2}\right) = \;\;\sec{x}, & & \csc\left(x + \pi\right) = - \csc{x}&#-0;\end{matrix}&#-0;

또한, 주기가 같지만, (phase)이 다른 사인파들의 선형결합은 또 다른 상의 동일주기의 사인파가 된다. 즉, 다음과 같다.

a\sin x+b\cos x=\sqrt{a^2+b^2}\cdot\sin(x+\varphi)

여기서

&#-0;  \varphi=&#-0;   \begin{cases}&#-0;    \arctan{\frac b a},&\mbox{if }a\ge0 \\&#-0;    \arctan{\frac b a} \pm \pi,&\mbox{if }a<0&#-0;   \end{cases}&#-0;

 

 

 

n배각 공식

Tn이 n번째 체비셰프 다항식(Chebyshev polynomial)일 때,

cosnx = Tn(cosx)

드 무아브르의 공식(De Moivre's formula):

cosnx + isinnx = (cosx + isinx)n

 

The Dirichlet kernel Dn(x) is the function occuring on both sides of the next identity:

1+2\cos{x}+2\cos{2x}+2\cos{3x}+\cdots+2\cos{nx}=\frac{\sin{\left(n+\frac{1}{2}\right)x}}{\sin{x \over 2}}

The convolution of any square-integrable function of period 2π with the Dirichlet kernel coincides with the function's nth-degree Fourier approximation.

 

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emath 사이트에서 얻은 답변



 

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극선 : 어떤 원이 하나 주어지고 원 밖에 어떤 한 점 p(알파,베타) 가 주어졌을때

 

p와 원과 접하는 두 직선의 두개의 교점을 지나는 직선의 방정식을 극선의 방정식 이라고 한다

 

포인트는

 

두개의 직선방정식을 각각 p 점 을 기준으로한 직선의 방정식으로 놓은 후

 

이 둘의 교점을 을 지나는 교정점을 x,y 변수로 두면 이 둘을 지나는 하나의 직선의 방정식(극선의 방정식) 이 된다는 것

 

 

 

그리하여 어느 원 밖의 한 점  p 와 원의 중점 o 를 이은  (o->p) 의 선분과 수직하는 선과 원이 교차하는 원의 접점을 지나는 극선의 방정식을

 

구할 수 있다

 

하나의 직선의 방정식이 두 접점을 지나간다는 것은 곳 두 점을 지나는 직선의 방정식 임으로...



참고강의


http://blog.naver.com/ama1088?Redirect=Log&logNo=90047241784&jumpingVid=8C5C2F86A865FC54A56F6F67CF4D6F7E46F2

 


 

다른 참고할만한 글..

 

http://blog.naver.com/factorial2/50064073475

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복사http://blog.naver.com/edunboy/150111605317


 

안녕하세요?

 

미분은 구간을 잘게 나눠서 복잡한 곡선을 간단한 직선으로 이해하는 것입니다.

정적분 또한 구간을 잘게 나누면 곡선의 넓이를 작은 사각형들의 합으로 볼 수 있다는 것입니다. 둘다 구간을 잘게 나누는 것이 중요합니다.

 

구분구적법으로 복잡한 곡선의 넓이를 구할때 정적분을 이용하면 쉽게 계산할 수 있다고 했습니다. 왜 그런지도 이야기 했습니다. 밑변에 대한 넓이의 변화가 높이 만큼 생겨서 그렇다고 했습니다.

 

지금부터는 구분구적법으로 곡선의 넓이를 구하지 말고 정적분으로 쉽게 계산하면 됩니다.

 

오늘은 치환적분에대해서 이야기 해보겠습니다.

 

정적분의 의미를 잠시 생각해 볼게요.

 

 

 

구분구적법을 잘 생각해보세요. 높이는 함수값(f(x))이 되고 작게 나누는 구간은 dx 밑변이 됩니다. 둘을 곱해야 작은 사각형의 넓이가 되겠죠. dx는 보이진 않지만 아주 작은 밑변의 길이입니다. 밑변이 없으면 넓이가 정의가 안됩니다. 아주 작은 길이라고 생각하면 됩니다. 위 정적분은 실처럼 직선을 연속적으로 더하는 것이 아닙니다. 직선은 밑변이 0입니다. 그래서 넓이가 없습니다. 즉 dx는 0이 아닌 밑변의 작은 길이로 해석하면 됩니다.

 

 

자 이제 치환적분에대해서 이야기 해볼게요.

 

예를 들어서 이야기 할게요.

 

 

 

 

아주 식이 간단해 졌습니다. 이제 왜 이렇게 되는지 이야기 해보겠습니다.

우선 구간이 x = 0, x = 1에서 t = 1, t = 2로 바뀝니다. 이건 당연하죠. t = x*x + 1  이라고 했으니까요

 그럼 높이 t*t도 별 문제가 없습니다. 왜냐면 구간이 바뀌어서 x=0, x=1일때의 높이값 (x*x + 1)(x*x + 1)은 1에서 4까지 변합니다. 이건 그냥 t= 1, t=2에서 t*t랑 같습니다. t*t도 1에서 4까지 변하잖아요. 그러니 높이도 전혀 문제없습니다.

 

문제가 되는건 2xdx = dt가 되는 부분입니다. 왜 이렇게 될까요?

 

dt는 밑변의 길이 입니다. 밑변은 조금 복잡한 과정을 거치나 봅니다.

직선의 경우로 잠시 이야기할게요. 아래 그림을 보세요.

 

 

직선에선 델타x나 dx나 다 같은 것입니다. 자 뭔가 비슷해졌죠? 위 직선에서의 경우를 잘 이용하면 될 것 같다는 생각이 들죠?

 

 

 

 

 

 

dt가 밑변의 길이인데 이 길이는 dx*미분계구가 됩니다. 점 a를 임의의 점으로 놓았습니다. 그러니 그걸 그냥 x로 바꾸면 2xdx = dt가 되는 것입니다. 이건 미분으로 이해하시면 됩니다. dt는 dx에대해서 2x 배가 됩니다.

 

 

 

밑변이 길이에대해서 두변수의 관계를 생각하면 됩니다. 그리고 미분하면 직선이 된것이니까 직선에서의 관계를 잘 살펴보면 이해될겁니다.

 

감사합니다.

 

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절대값

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수학에서 절댓값이란, 어떤 실수에서 부호를 제거한 값을 말한다. 예를 들어, 3과 -3의 절댓값은 둘 다 3이 된다.

또한, 복소수사원수벡터 등에 대해서도 절댓값을 일반화시킬 수 있다.

목차

 [숨기기]

[편집]실수

절대값 함수

어떠한 실수 a의 절대값은 |a| \,로 표기하며, 다음과 같이 정의된다.

|a| := \begin{cases} a, & \mbox{if }  a \ge 0  \\ -a,  & \mbox{if } a < 0. \end{cases}

정의에 따라, 이 값은 양수나 0이 될 수는 있지만, 음수는 절대 될 수 없다. 그리고 다음의 정리들이 성립한다.

|a| = \sqrt{a^2}
|a| \ge 0
|a| = 0 \iff a = 0
|ab| = |a||b|\,
|a+b|  \le |a| + |b|
|-a| = |a|\, (대칭성)
|a - b| = 0 \iff a = b
|a - b|  \le |a - c| +|c - b|   (삼각부등식)
|a/b| = |a| / |b| \mbox{ (if } b \ne 0) \,
|a-b| \ge |a| - |b|

또한, 다음 식은 유용하게 사용된다.

|a| \le b \iff -b \le a \le b
|a| \ge b \iff -a \le -b \mbox{ or } b \le a

이 식을 이용하면 절대값이 들어간 부등식을 쉽게 풀 수 있다.

|x-3| \le 9
\iff -9 \le x-3 \le 9
\iff -6 \le x \le 12

[편집]복소수

복소수에서는 값들의 크기 비교가 불가능하기 때문에[1], 실수에서의 정의를 쓸 수 없다. 대신, 앞에서의 성질 중 하나인

|a| = \sqrt{a^2}

를 이용할 수 있다.

임의의 복소수

z = x + yi\,

에 대해, 절댓값 z | ,는 다음과 같이 정의된다.

|z| :=  \sqrt{x^2 + y^2}.

이렇게 정의하면, 앞의 절대값의 성질이 모두 성립하며, 특히 이 정의는 z가 실수일 때에도 성립하게 된다.

 |x + i0| = \sqrt{x^2 + 0^2} = \sqrt{x^2} = |x|.

이때 피타고라스의 정리에 따라 절대값은 원점과 복소수 사이의 거리를 의미하게 된다. 더 일반적으로, 두 복소수 사이의 거리는 복소수의 차의 절대값이 된다.

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http://blog.naver.com/kgh0720kgh/40105471062


조립제법을 할려면 노트에서 선 그어서 해야 되는데 못해서 그냥 위키백과를 참고할게요.

다음 나눗셈을 수행하려고 한다.

먼저 피제수의 모든 계수를 내림차순의 순서로 쓴다. 이때, 보이지 않는 항까지 모두 써야 한다. (이 예에서는 일차식의 계수에 해당한다)

제수의 계수의 부호를 바꾼다.

제수의 최고차항을 제외한 나머지 계수를 세로줄의 왼쪽에 쓴다.

첫 번째 계수는 그대로 내려온다.

그 다음 맨 좌측선 너머에 쓴 수(여기서는 3)와 내려온 계수를 곱하여 그 피제수의 다음 계수 아래쪽에 쓴다.

같은 열에 위치한 가로선 위쪽의 이 값을 더하여 가로선 아래쪽에 쓴다.

이전의 두 단계를 반복하여 마지막까지 쓴다.

일차식으로 나누었으므로, 가로줄 아래쪽에 나열된 수 중에서 가장 우측의 수는 나머지를 의미하고, 나머지 수들은 내림차순으로 몫의 계수들을 의미하게 된다. 그리하여 나눗셈의 결과는 다음과 같음을 알 수 있다.[1]

 
여기서 주의해야 할점은 나누는 수 즉 제수의 최고차수의 계수가 1이어야한다. 만약 2가 되면 2로 나누어야하고 3이면 3으로 나누는 계산이 필요하다.그런데 여기서는 조립제법이 두 항등식의 나눗셈을 할때 이용되었는데, 인수분해는 어떻게 할까?
우선 x³-12x²+40을 인수분해해보자. 여기서 x에다가 1,2,3,....등을 집어넣어서 전체값이 0이 될때를 구해보자. x=2일때 전체값은 0이 된다. 여기다가 조립제법의 제수로 2를 넣어준다. 그리고 조립제법을 해주면 된다. (조립제법과정을 그리는 방법을 몰라서 여기서는 생략)이 조립제법은 고등학생이 아닌한 알 필요는 없다. 다만 좀더 간단하게 할수 있는 방법일 뿐이다.

[출처] 조립제법|작성자 10000번째 멤버


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