책소개
[표지글]
《뉴턴이 들려주는 미분 이야기》에서는 좀 더 다양한 미분의 풀이와 접근법을 교과서와 실생활을 연결해 설명하고 있다. 이 책의 가장 큰 특징은 수식이 아닌 이야기로 미분을 설명하고 있다는 점이다. 이야기나 드림으로 먼저 미분에 대한 개념을 기억하고 뒤따르는 문제 풀이로 미분에 대한 명확한 이해를 돕고 있다.
사실 중학교에 들어가기 전에 변화율이라고 하는 개념만 정확히 이해해도 매우 유리하다고 생각을 한다. 변화율 즉, 델타 x분의 델타 y 개념은 물리학에서도 쓰이고 매우 중요한 개념이다. 미분계수라고 하는 것은 상수이다. 변수가 아니라는 의미이다. 이것은 함수값과 연속을 미리 알고 있어야 더 정확히 깨달을 수 있는 개념이긴 하다.
그래도 극한으로 변화율을 분모값을 매우 작게 했을 때 그 값이 수렴할 수 있다는 것, 이것만 이해해도 훌륭하다고 생각을 한다. 함수를 가지고 미분계수를 구하는 건 계산이 기계적인 편이기 때문에 이런 책을 통해서 개념을 먼저 확실히 잡고 예습을 하는 것이 더 유리하다고 생각을 한다.
극한의 정의는 어렵다. ‘한 없이’ 가까워진다. 늘 함수값으로 퉁치고 마는데 그래프적인 해석이 들어가면 한 점이 아니라 그냥 가까워지고 있는 상태를 뜻한다는 걸 더 잘 알 수 있다. 미분이 가능한 함수는 연속적이다. 이건 미분 계수 정의로 충분히 증명이 된다. 역은 성립이 안 된다.
반례 사례가 있다. y=lxl 는 연속이지만 x=0에서 미분을 못한다. 고등학교 문제에서 자주 나오는 것이다. 델타는 변화량을 나타낸다. dy/dx 델타는 미분소를 표기하기 위한 기호이므로 d는 사라지지 않는다. 극한의 개념을 먼저 완전히 알아야 미분에 대해서 알 수가 있다. 우리가 흔히 다루는 미분값 그것은 함수값으로 표현이 되고 계산을 할 때는 미분계수의 개념과 다르게 미분하고 대입하고 수치를 구하는 식으로 이용한다.
미분의 개념 자체가 어렵게 다가온다. 변화율을 먼저 고려하는데 그 변화율을 극한을 취해 미분을 정의한다. 그 전에 고등학교 교육과정에서는 함수의 연속에 대해서 상세히 다룬다. 미분은 연속이 정의된 함수에서만 구할 수 있기 때문이다. 미분이 가능한 함수는 연속이라는 개념이 나온다.
집합으로 표현을 하면 미분 가능한 함수의 집합이 아예 통째로 연속함수에 들어가 있는 것이다. 그 말은 연속함수이지만 미분이 불가능한 함수도 있다. 그런 함수는 얼마든지 만들 수가 있다. 미분은 내가 생각한 것보다 훨씬 실생활에 밀접히 적용이 되는 개념이었다. 수학적 개념은 사실 그렇게 중요하지 않다.
실생활에서는 차 속도를 단속하는 카메라가 미분을 활용해 순간속도를 알아내 범칙금을 먹인다고 한다. 또 미분이 가장 널리 쓰이는 것 중 하나, 변화율의 개념을 떠나서 미분방정식이라는 테마에도 쓰인다.