파이썬으로 배우는 공업수학 (2 판)

파이썬으로 배우는 공업수학 (2 판)

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Description
코스모스는 과거에도 있었고, 현재도 있으며, 미래에도 있을 그 모든 것이다.
칼 세이건(1934-1996), 코스모스 중 철학과 더불어 가장 긴 역사를 자랑하는 수학은 과거에도 있었고, 현재에도 있으며, 미래에도 있을 이공학의 가장 튼튼한 뿌리이다. 수학은 산업발달에 크게 이바지하면서 공학의 기본언어가 되어왔으며, 현대에 이르러서 컴퓨터와 더불어 인터넷 혁명을 일으키고 세계를 하나로 연결하는 밑거름이 되었다. 그 뿐 아니라, 수학은 이제 의학 및 생명공학, 금융, 인공지능 등에 다양하게 응용되면서 이 시대의 모든
실용학문을 이끌고 있다. 그러므로 대학수학을 넘어서 공업수학을 배우는 것은 시대와 장소, 그리고 학문분야를 초월하여 모든 사람들과 의사소통 할 수 있는 기본 언어를 익히는 것과 같으며, 주어진 정보를 이용하여 모형을 세우고 이것의 해법을 찾아낼 수 있는 최고의 도구를 익힘을 의미한다. 누구나 스마트폰을 손에 쥐고 생활하는 4차 산업혁명 시대를 살아가면서, 소프트웨어의 사용은 일상이 되었고, 수학에도 큰 변화의 물결이 시작되었다. 매써매
티카(Mathematica)가 처음으로 수학 문제들을 기호로 풀어주기 시작했으며, 매트랩(matlab)이 이에 합류하였고, 최근 매써매티카가 일부를 freeware로 공개했다.
한발 더 나아가, 객체지향 언어이고 인터프리트 언어이며 게다가 freeware인 범용 프로그램밍 언어 파이썬(Python)이 기호(symbol)로 수학문제를 해결하는 패키지 sympy를 내놓으면서, 수학 공부의 틀이 바뀌고 있다. 수학 교육이 미분방정식 등 의 수학 문제의 해법을 익히는 틀을 벗어나서, 이제는 현실적인 공학 문제를 수학적으로 모형화하고, 소프트웨어를 사용해서 해를 찾고 그래프를 그린 후, 어떻게 해
석할지를 공부하는 방향으로 전환할 때가 되었다. 이 책에서는 각 절의 마지막에 Python 실습 예제를 실어서, 기존의 예제를 컴퓨터 소프트웨어로 어떻게 풀 수 있는지를 보여준다.

이 책은 주어진 공학문제를 해결하기 위하여, 단순화시키기, 수식을 이용하여 모형 만들기, 수학적 해 찾기, Python 등의 소프트웨어로 해 찾기, 해의 실제적 의미 찾기 등 네 단계를 강조하고 있다. 이 과정을 통하여 학생들은 공학인증제 (ABEEK) 등에서 요구하는 문제 해결 능력을 기를 수 있다. 책의 구성은 1학년 대학수학의 주요개념을 요약한 0장 미리 알아두기와 함께 미분방정식, 라플라스 변환, 선형대수, 벡터함수의 미분과 적분, 푸리에 해석, 복소
함수, 수치해석, 편미분방정식으로 구성되어있다. 매 학기 공업수학 개강 전후에 0장을 읽으면, 학생들은 공업수학 수강 전에 기본 함수의 정의 및 성질, 이들의 미적분, 나아가 테일러급수 등을 미리 복습할 수 있다. 각 장의 마지막에 여러 분야의 응용예제들을 더하였고, Python을 이용한 풀이를 더하였다.
공업수학의 분야가 매우 넓고 이론을 배우는 과정은 여전히 어려우므로, 공학도들이 꼭 알아야 할 내용만을 골라 쉽게 다루려고 애썼다. 엄밀한 이론 전개보다는 쉬운 설명 위주로 논리를 전개하였고, 쉬운 것부터 어려운 것까지 단계적으로 예제를 들고자 애썼으며, 주요 개념과 이론 마다 유제, 실질적인 응용예제를 두었다.
저자

김도영외지음

대표작으로『파이썬으로배우는공업수학』이/가있다.

목차

ㆍ 머리말iii
제0장미리알아두기1
0.1다항함수.................................2
0.2다항함수의미분............................3
0.3다항함수의적분............................4
0.4치환적분.................................4
0.5지수,로그함수의미분과적분.....................5
0.6삼각함수의미분과적분........................6
0.7역삼각함수의미분과적분.......................9
0.8쌍곡선함수의미분과적분.......................10
0.9이변수함수의편미분과전미분....................11
0.10합성함수의미분............................12
0.11음함수의미분..............................13
0.12함수의극대,극소............................14
0.13다변수함수의극값판정........................15
0.14여러가지적분..............................17
0.15중적분..................................19
0.16테일러급수...............................23
0.17벡터...................................24
0.18행렬...................................24
0.19벡터함수의미분과적분........................27
0.20기초수학Python실습.........................28
0.21기초수학연습문제...........................46
제1장일계미분방정식49
1.1미분방정식과그해...........................50
1.2변수분리형미분방정식.........................54
1.3완전미분방정식............................61
1.4일계선형미분방정식..........................73
제2장이계선형미분방정식87
2.1선형미분방정식의이론.........................88
2.2상계수이계동차선형미분방정식.....................95
2.3이계선형미분방정식의응용.......................105
2.4오일러-코오시미분방정식.......................118
제3장미분방정식의여러가지해법125
3.1상계수이계비동차선형미분방정식-미정계수법............126
3.2상계수이계비동차선형미분방정식-매개변수변화법..........132
3.3연립선형미분방정식...........................138
3.4강제진동.................................149
제4장변수계수미분방정식169
4.1멱급수해.................................170
4.2르장드르미분방정식..........................176
4.3프로베니우스의방법..........................182
4.4베셀미분방정식............................191
제5장라플라스변환199
5.1라플라스변환..............................200
5.2미분과적분의라플라스변환......................207
5.3라플라스변환의미분과적분......................216
5.4s-변위및t-변위............................220
5.5디락의델타함수............................228
5.6합성...................................233
5.7주기함수의라플라스변환.......................239
제6장선형대수의기초243
6.1벡터의정의와기본연산........................245
6.2행렬과연산...............................252
6.3행렬식..................................262
6.4역행렬..................................269
6.5선형연립방정식.............................273
6.6행렬의계수...............................289
6.7벡터공간의기저와선형변환......................295
제7장선형대수의응용309
7.1고유값과고유벡터...........................309
7.2행렬의대각화..............................320
7.3행렬지수.................................328
7.4캐일리-해밀턴정리...........................332
7.5스펙트럼분해..............................335
제8장벡터함수의미분343
8.1벡터의연산...............................343
8.2벡터함수.................................355
8.3벡터함수의도함수와응용.......................364
8.4그래디언트,방향도함수,접평면....................375
8.5벡터장에서의회전과발산.......................387
제9장벡터함수의적분397
9.1선적분..................................397
9.2적분경로에무관한선적분.......................410
9.3평면에서의그린정리..........................417
9.4곡면적분.................................423
9.5가우스의발산정리...........................436
9.6스톡스의정리..............................442
제10장푸리에급수와변환451
10.1푸리에급수...............................452
10.2일반주기함수의푸리에급수......................462
10.3푸리에적분...............................469
10.4푸리에변환...............................472
제11장복소함수481
11.1복소수와극형식............................482
11.2복소함수와그도함수..........................495
11.3여러가지복소함수...........................503
11.4복소함수의적분............................509
11.5코오시의적분정리...........................514
11.6로랑급수와유수............................526
제12장수치해석535
12.1반복법..................................536
12.2보간법..................................539
12.3스플라인.................................542
12.4수치적분................................545
12.5일계미분방정식을수치계산법으로풀기...............547
12.6이계미분방정식을수치계산법으로풀기...............551
제13장편미분방정식557
13.1편미분방정식과그해..........................558
13.21계편미분방정식............................565
13.32계편미분방정식............................573
13.4변수분리법...............................579
부록A.기본함수의미적분591
A.1주요함수의미분공식..........................591
A.2주요함수의부정적분..........................593
부록B.Python시작하기595
B.1파이썬소개...............................595
B.2파이썬설치하기............................596
B.3파이썬둘러보기............................608
찾아보기650
저자소개655