수학 메타 인지능력을 향상시키는 [수학의 핵심] 시리즈
원리와 개념이 동화처럼 읽히고 만화처럼 이해된다!
2022년부터 수능 수학 입시제도가 바뀐다. 문과와 이과 구분을 없애고, 수학 I, 수학 II와 같은 공통수학과 미적분, 확률, 통계, 기하와 같은 선택과목 제도가 도입되었다. 특히 선택과목 제도의 도입은 대학교 전공 학습 및 졸업 후 산업 현장에서 필요한 수학 교육의 강화라는 관점에서 커다란 시대적 의미가 있다.
이러한 입시제도의 변화에 대비하기 위해서 수학 영역별 개념에 대한 정확하고 깊이 있는 이해는 필수적이다. 문제 풀이 위주의 단편적인 개념의 이해를 뛰어넘어 그 개념이 탄생하게 된 시대적 역사적 배경을 이해하고, 그 개념이 어떤 과정을 거쳐 발전하였으며, 그렇게 해서 현재 어떤 분야에서 어떤 방식으로 활용되고 있는지 이해할 필요가 있다.
이번에 출간되는 [지식 제로에서 시작하는 수학 개념 따라잡기] 시리즈는 일본에서 최고의 권위를 가지고 있는 과학 잡지 《Newton》을 발행하고 있는 Newton Press에서 《Newton》 별책 부록을 단행본 시리즈 화한 것으로 일본 출판시장에서는 과학 분야 스테디셀러로 자리 잡고 있다. 교양과 재미를 둘 다 갖춘 이 시리즈가 학생들의 내신과 수능 대비에 도움이 되고, 나아가 평생 학습의 든든한 동반자가 되기를 바란다.
Contents
『미적분의 핵심』
미적분이란 무엇일까?
미적분이란 무엇일까? / 칼럼: 알기 쉬운! _ 뉴턴의 발견과 생애 / 칼럼: 뉴턴은 이런 사람 _ 만유인력의 법칙을 발견!
제1장 미적분이 탄생하기까지
대포를 명중시켜라! 포탄의 궤도를 연구하다 / 칼럼: 총알을 피할 수 있을까? / 좌표를 사용하면, 선을 수식으로 나타낼 수 있다! / 칼럼: 꿈속에서 답을 얻은 데카르트 / 좌표의 등장으로 포탄의 궤도를 수식으로 나타내다! / 함수란 두 변수의 관계를 나타내는 것 / 계속 변하는 진행 방향을 정확하게 알 수 있을까? / 접선은 미분법의 중요한 열쇠다 / 접선은 운동하는 물체의 진행 방향을 나타낸다 / 네 칸 만화: 뉴턴 이곳에 오다 / 네 칸 만화: 운명 예감
제2장 뉴턴의 미분법
접선을 그으려면 어떻게 해야 할까? / 곡선은 작은 점이 움직이는 자취이다! / 한순간에 점이 움직인 방향을 계산으로 구한다 / 뉴턴의 방법으로 접선의 기울기를 구해보자 ① / 뉴턴의 방법으로 접선의 기울기를 구해보자 ② / 곡선 위의 어느 점에서라도 접선의 기울기를 알 수 있는 방법 ① / 곡선 위의 어느 점에서라도 접선의 기울기를 알 수 있는 방법 ② / 칼럼: 뉴턴은 이런 사람 _ 개가 태워버린 원고! / 미분하면 ‘접선의 기울기를 나타내는 함수’가 생긴다! / 미분법을 사용하여 y=x를 미분하자 / 칼럼: 뉴턴은 이런 사람 _ 고양이 전용 출입문을 만들었다고!? / 함수를 미분하면 보이는 법칙은? / 미분하면 ‘변화의 모습’을 알 수 있다! / 고등학교 수학에서 배우는 접선 긋는 방법은? / 미분에서 사용하는 기호와 계산 규칙을 확인하자! / 칼럼: 트위터는 미분을 활용한다! / 칼럼: 뉴턴은 이런 사람 _ 연금술에 푹 빠져 있던 수학자 / 네 칸 만화: 전국 데뷔 / 네 칸 만화: 포물선
제3장 미분과 적분의 통일
적분법의 기원은 2000년 전 고대 그리스! / 적분의 개념으로 행성 운동 법칙이나 통의 부피를 구한다 / 17세기에 적분의 기법이 정교해졌다 / 칼럼: 로마네 콩티는 왜 비쌀까? / 직선 아래의 넓이는 어떻게 나타낼까? ① / 직선 아래의 넓이는 어떻게 나타낼까? ② / 곡선 아래의 넓이는 어떻게 계산할까? ① / 곡선 아래의 넓이는 어떻게 계산할까? ② / 함수를 적분하면 보이는 법칙은? / 뉴턴의 대발견으로 미분과 적분이 하나로! / 적분에서 사용하는 기호와 계산 규칙을 확인하자! / 적분하면 생기는 적분 상수 ‘C’란? / 정해진 범위의 넓이를 구하는 방법 / 칼럼: 배터리 잔량은 적분으로 계산 / 칼럼: 창시자를 둘러싼 진흙탕 싸움
제4장 미적분으로 미래를 알 수 있다
접선의 기울기가 ‘속도’를 나타내기도 한다 / 로켓의 고도를 예측해보자! / 속도의 함수를 적분하면 고도를 알 수 있다! / 계산대로 찾아온 핼리 혜성 / Q 사랑 고백 곡선! / A 고백 대성공!? / 네 칸 만화: 그 나무 / 네 칸 만화: 귀환 / 칼럼: 뉴턴은 이런 사람 _ 해변에서 놀고 있는 소년
『삼각함수의 핵심』
삼각함수란 무엇일까?
제1장 삼각함수가 탄생하기까지
직각삼각형을 이용한 고대 이집트의 측량법 / 삼각함수의 토대, 삼각형의 ‘닮음’이란? / 닮음을 활용하면 막대 하나로 피라미드의 높이를 알 수 있다! / 닮음을 활용하면 바다에 뜬 배까지의 거리를 알 수 있다! / Q 모아이인상의 높이는? ① / A 그림자의 길이를 재면 모아이인상의 높이를 알 수 있다 / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 삼각형 교통 표지판의 수수께끼
제2장 삼각함수의 기본
천문학이 발전하면서 삼각함수가 태어났다 / ‘사인’이란 무엇일까? / 사인 값은 어떻게 변할까? / Q 태희와 이야기하려면? / A 사인을 이용하여 실의 길이를 계산할 수 있다 / ‘코사인’이란 무엇일까? / 코사인 값은 어떻게 변할까? / Q 미끄럼틀의 길이는? / A 코사인으로 미끄러지는 길이를 알 수 있다 / ‘탄젠트’란 무엇일까? / 탄젠트 값은 어떻게 변할까? / Q 모아이인상의 높이는? ② / A 탄젠트로 모아이인상의 높이를 알 수 있다 / 칼럼: 사인, 코사인, 탄젠트의 명칭은 무엇에서 유래했을까? / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 주먹밥의 모양
제3장 사인, 코사인, 탄젠트의 관계
사인과 코사인의 관계 / 사인을 코사인으로 나누면 탄젠트가 된다 / 사인과 코사인을 이어주는 ‘피타고라스의 정리’란? / 칼럼: 조금 더 알고 싶다 _ 피타고라스의 정리를 증명해보자 / 피타고라스의 정리가 사인과 코사인을 연결한다! / 칼럼: 피타고라스는 이런 사람! / 네 칸 만화: 피타고라스 학파의 비밀 / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 닭꼬치의 ‘삼각’ / 코사인이 주인공인 ‘코사인 법칙’이란? / 칼럼: 조금 더 알고 싶다 _ 코사인 법칙을 증명해보자 / 사인이 주인공인 ‘사인 법칙’이란? / 칼럼: 조금 더 알고 싶다 _ 사인 법칙을 증명해보자 / 삼각함수를 활용하면 삼각형의 면적을 알 수 있다! / 칼럼: 조금 더 알고 싶다 _ 면적을 구하는 공식을 증명해보자 / Q 헤엄치는 거리는 어느 정도일까? / A 헤엄치는 거리는 코사인 법칙으로 구할 수 있다 / Q 슈퍼까지의 거리는? / A 사인 법칙으로 슈퍼까지의 거리를 계산한다 / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 삼각형을 이용해 지도를 그린다 / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 공사 현장에서도 삼각형을 활용한다
제4장 삼각함수가 파동을 만든다
원으로 생각하면 삼각함수를 이해하기 쉽다 / 90°보다 큰 각일 때 삼각함수의 값은 어떻게 될까? / ‘호의 길이’로 각도를 나타낼 수 있다 / 사인 값을 그래프로 그리면 ‘파도’가 나타난다! / 코사인 그래프 역시 ‘파도’를 그린다! / 탄젠트의 변화를 이해하는 요령 / 특이한 형태의 탄젠트 그래프 / 삼각함수에 변화를 주면 파도의 높이와 주기가 바뀐다 / 주변에서 흔히 접하는 ‘파동’ / ‘푸리에 변환’으로 복잡한 파동을 단순한 파동으로 / 칼럼: 우리 생활을 떠받치는 푸리에 해석 / 칼럼: 푸리에는 이런 사람! / 네 칸 만화: 붕대로 건강한 생활을? / 칼럼: 내 옆의 삼각형 _ 버뮤다 삼각지대
『로그의 핵심』
제1장 로그를 이해하기 위한 지수
관측 가능한 우주의 크기는 880000000000000000000000000m / 원자핵의 크기는 0.000000000000001m / 한 톨의 쌀이 매일 두 배가 되면 30일 만에 536870912톨이 된다 / 음계는 1.06배의 반복 곱셈 / 아메바로 지수 함수의 그래프를 실감해보자! / 방사성물질은 곱셈의 반복 / 칼럼: 종이를 42번 접으면 달에 닿는다! / 칼럼: 지수를 처음으로 사용한 이는?
제2장 로그와 지수는 같은 것이었다!
1등성과 6등성의 밝기는 100배 차이 / 지진의 매그니튜드 7과 9, 에너지는 1000배 차이 / pH7인 수돗물과 pH5인 산성비, 농도 차이는 100배 / 칼럼 몸은 로그를 느낀다 / 로그는 천문학자와 뱃사람을 살렸다 / 로그는 기호 ‘log’로 표현한다! / 로그와 지수는 동전의 앞뒤 관계! / 로그 함수의 그래프를 살펴보자 / 아메바의 증식은 로그 눈금을 사용하면 알기 쉽다! / 칼럼: 귀족 집안에서 태어난 존 네이피어 / 로그를 이용한 계산자가 세상의 발전을 뒷받침했다! / 계산자로 2×3을 계산해보자! / 계산자로 36×42를 계산해보자! / 네 칸 만화: 발명가 네이피어 / 네 칸 만화: 네이피어는 마술사
제3장 지수와 로그의 계산 법칙
지수 법칙 ① - 거듭제곱의 곱셈은 덧셈으로 계산 / 지수 법칙 ② - 괄호의 지수는 지수를 곱셈 / 지수 법칙 ③ - 괄호의 지수는 괄호 안의 모든 요소에 적용 / 칼럼 박사님! 알려주세요! _ 지수가 0이라니? / 칼럼 박사님! 알려주세요! _ 지수가 음수일 수도 있나요? / Q 지수 계산을 해보자! / A 지수 계산의 답 / 칼럼: 일, 십, 백, 천, 만 ……어디까지 계속될까? / 로그 법칙 ① - 곱셈을 덧셈으로 변환 / 로그 법칙 ② - 나눗셈을 뺄셈으로 변환 / 로그 법칙 ③ - 거듭제곱을 간단한 곱셈으로 변환 / Q 로그 계산을 해보자! / A 로그 계산의 답 / 칼럼: 컴퓨터에서 쓰는 로그와 같은 말일까?
제4장 계산자와 로그표를 사용하여 계산해보자!
로그 눈금이 계산자의 열쇠! / 계산자의 원리 - 2×3의 계산 / 계산자의 원리 - 36×42의 계산 ① / 계산자의 원리 - 36×42의 계산 ② / 칼럼 영화에 등장하는 계산자! / 상용로그표를 사용하면 어려운 계산도 간단하게 / 131×219×563×608을 계산해보자 ① / 131×219×563×608을 계산해보자 ② / 상용로그표는 이렇게 만들어졌다! / 네 칸 만화: 다재다능한 브리그스 / 네 칸 만화: 완성을 눈앞에
제5장 특별한 수 e를 사용한 자연로그
금리 계산에서 발견한 신기한 수 ‘e’/ 칼럼: 수학자 집안, 베르누이 일가 / 오일러는 로그에서 e를 발견했다 ① / 오일러는 로그에서 e를 발견했다 ② / e를 밑으로 하는 자연로그 / 칼럼: 자연계에서 존재하는 e / 네 칸 만화: 오일러는 자식 부자 / 네 칸 만화: 실명했지만 / 칼럼: 계산자를 만들어보자
Author
Newton Press,이선주
Newton Press는 과학 잡지 [Newton]을 발행하고 있는 일본의 출판사이다. [Newton]은 1981년 창간된 이래로 많은 독자의 사랑을 받아 오고 있다. 본문의 전면에 사용되는 일러스트와 아름답고 역동적인 사진들, 그리고 최일선 연구자가 취재한 정확하고 이해하기 쉬운 리포트로 정평이 나 있다. [Newton]은 국제적으로도 높은 평가를 받고 있으며 한국판, 중국판도 간행되고 있다. Newton Press는 그 외에도 Newton 별책 무크지와 전자책 버전(Kindle 판) 단행본도 출간하고 있다.
Newton Press는 과학 잡지 [Newton]을 발행하고 있는 일본의 출판사이다. [Newton]은 1981년 창간된 이래로 많은 독자의 사랑을 받아 오고 있다. 본문의 전면에 사용되는 일러스트와 아름답고 역동적인 사진들, 그리고 최일선 연구자가 취재한 정확하고 이해하기 쉬운 리포트로 정평이 나 있다. [Newton]은 국제적으로도 높은 평가를 받고 있으며 한국판, 중국판도 간행되고 있다. Newton Press는 그 외에도 Newton 별책 무크지와 전자책 버전(Kindle 판) 단행본도 출간하고 있다.