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'분류 전체보기'에 해당되는 글 526

  1. 2007.01.14 Gauss 기호 4
  2. 2007.01.13 Pappus? Apollonius? 5
  3. 2007.01.11 TiStory로 초대합니다. 9
  4. 2007.01.09 [눈의 여왕] 이형민 감독 인터뷰에서... 6
  5. 2007.01.09 [눈의 여왕] 한태웅의 미해결 난제 2
  6. 2007.01.07 staire의 글들 6
  7. 2007.01.07 계산기로 구하는 제곱근 1
  8. 2007.01.06 Seoul In Snowstorm
  9. 2007.01.05 Pythagorean Theorem 9
  10. 2007.01.05 붓방아를 찧다 5
2007. 1. 14. 22:22

Gauss 기호 Math2007. 1. 14. 22:22

지난 번에 썼던 Pappus/Apollonius 중선 정리도 그렇지만, 우리나라의 수학이 일본을 통해 들어와서인지, 다른 나라에 비해 우리나라와 일본에서 유독 자주 볼 수 있는 수학 용어들이 몇 가지 있다. 그 가운데 하나가 "가우스 기호"가 아닐까 싶다.

보통 [x] 꼴로 쓰는 이 기호는 주어진 실수 x보다 작거나 같은 가장 큰 정수를 뜻한다. 로그의 지표가 대표적인 예라 할 수 있겠는데, 교과서에는 이밖에도 이 기호를 이용한 다양한 문제들을 다루고 있다. 그래서인지 Gauss라고 하면 이 기호를 떠올리는 사람도 많고.

수학의 역사에서 첫 손꼽히는 천재 중의 천재인 Gauss의 업적은 그야말로 무궁무진하고, 완전히 새로운 분야를 창안한 것도 한둘이 아니다. [x]와 같은 기호는 그저 편의를 위한 것일 뿐이고, Gauss 이전에 아무도 생각지 못한 기발한 것도 아닌데, 고작 이런 걸 가지고 그의 대표적인 업적이라고 한다면 아마 저승에 있는 Gauss가 기가 막혀 두 번 죽을 것 같다.

우리나라, 그리고 일본에서는 이 기호를 보통 "Gauss 기호"라고 하는데, 서양에서는 이보다는 greatest integer function(최대 정수 함수)로 부른다. 그리고 이것과 반대로 주어진 수보다 크거나 같은 가장 작은 정수를 다루어야 할 때도 많아서, 이 두 경우를 나타낼 때 보통 를 사용한다. 예를 들면 이렇다.

사용자 삽입 이미지

이 두 기호는 모양이 서로 반대여서, floor(바닥)와 ceiling(천장)이라는 재미있는 이름이 붙어 있다. 실제로 floor function, ceiling function이라고 하는 경우도 많다.

Gauss 기호를 이용한 문제들은 "적절하게 범위를 나누어 차근차근 따져 가며 푸는 것"이 대부분인 데다 불연속 함수의 대표적인 예가 될 수 있어서, 고등학생을 위한 수학 문제로는 딱이라 할 수 있겠지만, 여기에다 "가우스 기호" 같은 거창한 이름을 붙이는 건 좀 민망한 느낌이다. 이름 탓인지 뭔가 대단히 심오한 이론인 줄 아는 학생들도 많고. 이제는 부담감 좀 덜 느낄 수 있는 이름으로 바꾸는 게 낫지 않을까?

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2007. 1. 13. 14:25

Pappus? Apollonius? Math2007. 1. 13. 14:25

KAIST과학영재교육연구원에 올라온 글을 보니, Pappus의 중선 정리가 실제로는 Apollonius의 정리인 것 같다.

wikipedia나 mathworld를 보아도, 이 정리에는 Pappus가 아니라 Apollonius의 이름이 붙어있다. 유일한 예외라면 일본판 wikipedia의 パップス(Pappus) 항목뿐.

일본에서 Pappus의 중선 정리로 알려진 것이 우리나라에 그대로 전해졌을 것이라는 추측이 맞지 않을까 싶다.


그림 출처: Wikipedia의 Apollonius' Theorem
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2007. 1. 11. 13:34

TiStory로 초대합니다. Blog & Blogger2007. 1. 11. 13:34

tistory 초대장 다섯 장이 생겼습니다.

초대장을 받고 싶은 분은 비밀댓글로 이메일 남겨 주세요.

사용자 삽입 이미지

초대장 다 썼습니다.

지난 글에 어떤 분이 비밀글로 초대를 부탁하셨는데, 정작 그 분은 이메일을 안 남기셨군요.

다음에 또 생기면 다시 쏘겠습니다. ^^
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이 PD는 "이 드라마를 연출하면서 실제로 수학자들을 만났었다. 수학자들은 일반인들과 사고하는게 다르더라. 일반인이 보편적으로 생각하는 것에서 벗어나 은하계에 대해 고민하더라"고 말했다.

이어 "드라마 속 '태웅'이 친구의 죽음에 대해 8년간을 괴로워했다는 점에 대해 시청자들이 납득할 수 없는 부분이 있을 수 있으나, 수학자이기 때문에 충분히 가능한 일이다. 섬세한 내면세계로 인한 아픔을 간직한 것이다"고 덧붙였다.

은하계에 대해 고민???

난 감독님과 만나 얘기해 본 적이 없는데, 도대체 어떤 수학자를 만났길래.... OTL
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드디어 드라마 "눈의 여왕"이 끝났다.

마지막 몇 회는 너무 슬플 것 같아서 닥본사를 못 했다. 수학 장면들이 뒤죽박죽이 되어서 차마 못 보기도 했고.

드라마에서 태웅이가 푸는 미해결 문제는 다음과 같이 단 한 줄로 설명할 수 있는 것이다.

사용자 삽입 이미지

이 문제는 연세대 수학과의 김** 선생님께서 작가들에게 골라주신 것이다. 마지막 회에 태웅이가 "Fulkerson 상"을 수상한 것으로 나오는데, 김** 선생님은 실제로 Fulkerson 상을 받으신 분이다. 기념 강연에 쓰인 슬라이드도 김** 선생님께서 작가들에게 주신 것.

"소수들 속에는 모든 길이의 등차수열이 존재한다"는 것은 이해하기 쉬우면서도 증명하기에는 대단히 어려운 문제로는 딱인데, 실제로는 2004년에 Ben Green과 Terence Tao가 ergodic theory를 써서 증명한 것으로도 유명한 문제이다. Tao는 이 문제를 비롯한 수많은 미해결 난제들을 해결한 업적으로 2006년 Fields medal 수상자가 되었다.

처음에 작가들이 권투 글러브를 배열하는 방법에서 규칙성을 찾는 식으로 대본을 써 와서, 그건 절대 아니라고, 권투 글러브 백만 개쯤 배열하면 모를까 그런 식으로 푸는 문제가 아니라고 말해 줬다. 몇 가지 안을 제시했지만, "비주얼"이 문제여서 모두 채택되지 않았다. 결국 촬영이 있기 전날쯤 작가들에게서 전화가 왔는데, "선생님, 죄송해요. 권투 글러브로 가기로 했어요."란다. 엉엉.

권투 글러브 몇 개 나열하는 걸로 문제를 푼다는 건 "콩으로 Goldbach의 추측을 푸는 것"만큼이나 억지스러웠지만, 그래도 권투 글러브가 가지런히 놓인 링 바닥을 수식으로 가득 채운 장면은 꽤 멋있었다.

사용자 삽입 이미지

수학과 관련해서, 마지막에 약간 아까운 일이 있었다. 바로 고등과학원 석학 교수로 있는 Zelmanov 교수가 드라마에 등장할 뻔한 것. 드라마가 방영되는 동안 한국에 계시긴 했지만, 워낙 바쁘신 분이어서 대역을 써서나마 Fields medalist와 수학 천재 한태웅이 만나는 장면을 찍을 계획이었다. 이형민 감독은 아예 진짜 Zelmanov  교수를 등장시키자고까지 했는데, 하필이면 그 말 나오기 2~3일 전에 Zelmanov 교수가 미국으로 돌아가셨다. 게다가 막판에 현빈이 과로로 쓰러지는 등등의 일이 겹쳐 이 장면은 대본에서 다 삭제되고 말았다. Zelmanov 교수가 실제로 출연을 했더라면 참 재미있는 장면이었을 텐데 아깝다.
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2007. 1. 7. 23:17

staire의 글들 Blog & Blogger2007. 1. 7. 23:17

벌써 재작년이 되어버린 2005년 5월 30일. 거의 매일 들르다시피 하던 KIDS BBS에 도저히 믿을 수 없는 글이 올라왔다.

staire 님의 부고.

그렇게 어이없이 staire가 가고 난 후, 어쩐지 옛날 같지 않아진 KIDS에 내 발걸음도 뜸해졌다.

얼마전에 미술평론가인 반이정 님의 블로그에 staire에 대한 글이 올라왔다. 그 글에 staire의 글들을 모아놓은 게시판이 소개되어 있었다: 종교비판자유실현시민연대 staire 칼럼

KIDS에 접속만 하면 제일 먼저 staire의 글부터 찾아 읽었으니, 그곳의 글이라고 해서 새로운 것은 없었지만, 저렇게 그의 글들을 모아두니 감회가 새롭다.

너무 일찍 가버린 staire. 반이정 님의 글을 읽으니 그가 너무나 그립다.


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2007. 1. 7. 13:33

계산기로 구하는 제곱근 Math2007. 1. 7. 13:33

대학 4학년 통계 시간의 일이었다.
사용자 삽입 이미지

선우** 선생님께서 강의 도중 들었던 예의 표준편차 때문에 제곱근을 구할 필요가 있었다. 요즘이야 계산기가 거의 컴퓨터급이니 아무 문제가 없지만, 그때만 해도 그런 계산기는 너무 비싼 데다 별로 필요도 없어 대부분 평범한 가정용(?) 계산기만 가지고 있었다.

아무도 그 수의 제곱근을 대답하지 않아서, 내가 소수점 아래 한 자리까지 구한 근사값을 말했다. 그 방법은.... 제곱근을 대충 짐작한 다음, 두 번 곱해서 원래 수와 비슷한지 비교하는 것이었다.

선생님이 소수점 아래 두번째 자리를 물어보셨는데, 할 말이 있나. 사실대로 자백(?)을 했더니, 공학용 계산기라도 가지고 있는 줄 알았던 친구들은 모두 폭소. -_-

내가 중학생 때는 학교에서 제곱근을 손으로 구하는 방법을 가르쳤다. 보통 "개평법(開平法)"으로 불리는 것으로, "평"은 "평방(平方)"의 줄임꼴이고 이것은 "제곱미터"의 옛말인 "평방미터"의 바로 그 "평방"이다.

계산기가 없던 시절에야 모든 걸 손으로 해야하니 어쩔 수 없었겠지만, 지금같은 시대에는 별로 쓸모가 없어서 이제는 가르치지 않는다. 그러고 보니 더 옛날에는 세제곱근 풀이법인 "개립법(開立法)"도 가르쳤다니 그 당시 학생들은 얼마나 괴로웠을까.

아무튼 내가 계산기로 구했던 방법은 사실 수치해석의 "이분법"에 해당하는 것이었다. 제곱근 값이 존재하는 대략의 범위를 구한 다음 양 끝값을 제곱해서 원 값과 비교하고, 그 결과를 바탕으로 범위를 좁혀가는 것이다.

고작 이분법을 사용했으니 소수점 아래 두 번째 자리도 구하기 힘들었지만, 그때 조금 더 시간이 있었다면, 좀더 좋은 방법을 썼을 것 같다. 그 방법은 바로 Newton-Rhapson법.

a의 제곱근을 구하는 것은 y = x2 - a가 x축과 만나는 점을 구하는 것과 같다. 이 곡선 위의 아무 한 점을 잡는다. (x1, x12 - a)라 하자. 이 점에서 접선을 그려 x축과 만나는 점의 x좌표를 x2라 하자. 다시 접선을 그어 x3를 찾고, 다시 x4를 찾고....

이런 과정을 무한히 반복하면 원래 방정식의 근을 구할 수 있다. 이 방법에 따라 제곱근을 구하는 점화식을 쓰면 다음과 같다.

xn+1 = (xn + a/xn)/2
양쪽에 lim를 붙여보면 이 수열의 극한값이 a의 제곱근이 됨을 확인할 수 있다. 별 것 아닌 것 같지만, 이 방법은 꽤 효율적이어서 좋은 근사값을 금방 구할 수 있다.

다음은 2007의 제곱근을 구해 본 것. 452 = 2025니까, 대충 45에서 시작했다.
45.0000000000
44.8000000000
44.7995535714
44.7995535692
44.7995535692
44.7995535692
보시다시피 서너 번만 계산해도 아주 좋은 근사값이 나온다. 이것이라면 가정용 계산기로도 쉽게 제곱근을 구할 수 있다. 물론 MR,M+ 같은 메모리 기능을 모르면 좀 불편하겠지만.
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Posted by puzzlist
2007. 1. 6. 12:22

Seoul In Snowstorm Ordinary Life2007. 1. 6. 12:22

아침에 집을 나서는데 눈이 펑펑 온다.

부랴부랴 우산을 챙겨들고 아파트를 나서 보니, 이건 완전 눈폭풍이다. 엄청난 바람에 휘몰아치는 눈. 눈 때문에 눈을 뜨기 힘들 지경이었고, 태풍 부는 날 금방이라도 뒤집힐 듯한 우산을 들고 가는 기분이었다.

다행히 지금은 잠잠해졌다. 설마 오후에 또 이러진 않겠지.
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Posted by puzzlist
2007. 1. 5. 16:41

Pythagorean Theorem Math2007. 1. 5. 16:41

진도가 안 나가니 딴짓만 는다.

예전에 Math. Magazine에 발표했던 Proof Without Words를 누가 플래시로 만들어 놨기에 슬쩍해 왔다.

이것 말고도 여러 증명 방법을 플래시로 만들어 두었다. 주소는 여기.

[Flash] http://pomp.tistory.com/attachment/cfile23.uf@22489E41586AE4AE0BCB34.swf

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Posted by puzzlist
2007. 1. 5. 11:22

붓방아를 찧다 Ordinary Life2007. 1. 5. 11:22

우리말의 숙어에 재미있는 표현들이 많은데, "붓방아를 찧다"도 그 가운데 하나가 아닐까 싶다.

글은 써야 하는데 도무지 진도가 안 나가, 붓자루만 쥐었다놓았다하며 붓에 먹만 묻히는 모습을 뜻하는 이 말은 참으로 절묘한 표현이라 하겠다.

요즘 같은 세상에는 어떤 표현이 좋을까? 서예가 아닌 한 이제 더 이상 먹 갈고 붓 드는 일은 없을 테니, 컴퓨터와 어울리는 표현이 좋을 텐데 어떤 게 있을까? "키보드방아를 찧다" 같은 것은 이상하고.

그나저나, 내일까지 수십장의 샘플 원고를 써야 하는데 한 페이지도 제대로 못 했으니 큰일났다.

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