가장 쉬운 수학 적분

가장 쉬운 수학 적분

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Description
변화를 쌓아 전체를 보는 힘, 그 시작이 적분이다.
넓이와 부피를 정확히 재고 싶다면 결국 적분으로 돌아온다. 미분이 순간을 보여준다면, 적분은 그 순간들을 완성된 그림으로 묶어준다. 적분은 수학을 연결하는 가장 단단한 도구 중 하나이기 때문에 적분에 대한 기본 공식, 핵심 공식만 알아도 수학 분야에 다양하게 적용할 수 있다.
적분을 이해하는 순간, 함수와 그래프의 구조가 한눈에 보이기 시작한다.
우리는 매일 조금씩 변하는 것들 속에서 살아간다. 하루 동안 얼마나 걸었는지, 스마트폰으로 얼마나 영상을 봤는지, 공부를 얼마나 했는지, 심지어 커피 한 잔이 우리 몸에 얼마나 오래 영향을 주는지까지, 모두 눈앞에서 바로 보이지 않는 ‘조금씩 쌓이는 변화’들이다.
적분은 바로 이 작은 변화들을 하나로 모아 전체 모습을 이해하도록 돕는 방법이다. 어려운 공식이나 기호를 떠올리면 숨이 막힐 수 있지만, 사실 적분은 이미 우리가 자연스럽게 쓰고 있는 사고방식이다.
예를 들어 게임에서 경험치가 올라가는 것을 떠올려보자. 작은 점수 하나는 별 의미 없어 보이지만, 이것들이 모여 큰 레벨업을 만들어낸다. 우리가 깨닫지 못할 뿐, 이것이 바로 적분이 하는 일과 동일하다.
적분은 넓이를 구하는 공식에서 출발했지만, 지금 우리가 살아가는 세상에서는 훨씬 넓은 영역에서 사용된다. 음식 칼로리가 하루에 얼마나 쌓였는지 계산하고, 장마철에 내린 빗물의 양을 추정하고, 카페인이 몸에서 천천히 줄어드는 모습을 분석하며, 유튜브에서 우리가 하루 동안 소비한 영상 시간을 계산하는 것까지 모두 적분의 사고방식을 필요로 한다.
즉, 크고 복잡한 현상을 ‘잘게 나눠 바라보고’, 그 조각들을 다시 합쳐 전체를 이해하는 과정이 바로 적분이다.
이런 사고방식은 수학에서만 쓰이지 않는다. 오늘날의 AI도 어떤 의미에서는 적분을 하고 있다. AI가 이미지를 이해할 때는 사진 한 장을 통으로 보는 것이 아니라 수많은 작은 조각으로 나누어 분석한 뒤 그것을 종합한다. 음악 추천 알고리즘은 우리가 들은 모든 작은 행동-재생, 스킵, 반복 재생 같은 흔적-을 모아 취향을 판단한다. 금융에서 리스크를 예측하거나 의학 영상에서 병의 징후를 찾을 때 등 결국 모든 시스템은 ‘작은 변화의 집합’을 읽어내는 방식으로 작동한다. 그러니까 적분은 단순히 수학 시간에 배우는 공식이 아니라, 오늘의 세상을 움직이는 기본 언어에 가깝다.
적분을 배운다는 건 복잡한 기호를 외우는 것이 아니라, 변화하는 세계를 보는 감각을 기르는 일이다. 우리는 어떤 결과가 어디에서 시작되고, 어떤 작은 변화들이 그 결과를 만들어냈는지 이해하는 능력이 필요하다. 공부량이 늘지 않는 이유도, 운동 효과가 더딘 이유도, 시간 관리가 어려운 이유도 결국은 ‘작게 쌓이는 변화’를 읽어내지 못해서 생긴다.
적분을 이해하면 이런 것들이 단순한 감각이 아니라 하나의 명확한 구조로 보이기 시작한다. 작은 변화가 쌓여 어떻게 큰 결과가 되는지 알게 되는 순간, 우리는 더 정확하게 판단하고 더 현명한 선택을 할 수 있다.
그래서 적분은 더 이상 과학자나 공학자만을 위한 기술이 아니다. 학생도, 직장인도, 창작자도 모두 ‘쌓여가는 변화’를 읽어야 하는 시대에 살고 있다.
적분을 이해하는 사람은 데이터를 읽는 힘이 생기고, 시간의 흐름을 보는 시야가 넓어지고, 복잡한 현상을 차분히 분해해 다시 조립할 수 있는 능력을 갖게 된다. 이 능력은 시험을 위해서가 아니라, 삶을 이해하는 데 필요한 기본 도구다.
결국 적분을 배워야 하는 이유는 딱 하나다.
세상은 멈춰 있지 않고, 모든 것은 계속 변하고 쌓여간다. 이 변화를 어떻게 바라보고 이해할지 알려주는 언어가 바로 적분이다. 그리고 그 언어를 알게 되면, 우리가 살아가는 세계의 움직임이 훨씬 선명하게 보이기 시작한다. 이제 가장 기본적인 적분에 대해 알려주는 〈가장 쉬운 수학 적분〉으로 세상을 이해하는 토대를 쌓아보자.
저자

박구연

저자:박구연
숭실대학교대학원에서통계학으로석사학위를받았고,7년여동안수학전문학원에서초.중.고교생들을가르쳤다.강의교수법을통한경험을토대로현재는수학문제개발자로활동하고있으며,저서로는《가장쉬운수학방정식》《가장쉬운수학미분》《수학수식미술관》《알고나면잘난척하고싶어지는수학의대발견77》《수학으로보는4차산업과미래직업》《수학나라앨리스》《챗GPT와함께하는자기주도수학》《추리수학》《중등수학공식100》《고등수학공식100》등이있다.

목차


머리말4

적분의역사8
적분의시작11

1장부정적분17
부정적분18
부정적분에서(+)의공식31
부분분수의부정적분33
삼각함수의부정적분공식34
지수함수와로그함수의부정적분공식40
부정적분에서극값문제42
부정적분과다항함수53
치환적분법55

2장정적분61
구분구적법62
정적분이란?75
정적분과부정적분의관계78
정적분의성질92
우함수와기함수의정적분92
절댓값이포함된정적분103
정적분에서치환적분법의사용113
정적분에서삼각치환법의사용120
정적분에서부분적분법의사용123
무한급수와정적분의관계130

3장넓이의적분139
곡선과좌표축사이의넓이140
곡선과원사이의넓이145
곡선과직선사이의넓이153

4장부피의적분165
두곡선으로둘러싸인도형을축으로회전172
두곡선으로둘러싸인도형을축으로회전184

5장속도,거리의적분187
직선운동188
평면운동에서거리204

6장통계에서의적분이용209

출판사 서평

변화를쌓아전체를보는힘,그시작이적분이다.넓이와부피를정확히재고싶다면결국적분으로돌아온다.미분이순간을보여준다면,적분은그순간들을완성된그림으로묶어준다.적분은수학을연결하는가장단단한도구중하나이기때문에적분에대한기본공식,핵심공식만알아도수학분야에다양하게적용할수있다.

적분을이해하는순간,함수와그래프의구조가한눈에보이기시작한다.
우리는매일조금씩변하는것들속에서살아간다.하루동안얼마나걸었는지,스마트폰으로얼마나영상을봤는지,공부를얼마나했는지,심지어커피한잔이우리몸에얼마나오래영향을주는지까지,모두눈앞에서바로보이지않는‘조금씩쌓이는변화’들이다.

적분은바로이작은변화들을하나로모아전체모습을이해하도록돕는방법이다.어려운공식이나기호를떠올리면숨이막힐수있지만,사실적분은이미우리가자연스럽게쓰고있는사고방식이다.
예를들어게임에서경험치가올라가는것을떠올려보자.작은점수하나는별의미없어보이지만,이것들이모여큰레벨업을만들어낸다.우리가깨닫지못할뿐,이것이바로적분이하는일과동일하다.
적분은넓이를구하는공식에서출발했지만,지금우리가살아가는세상에서는훨씬넓은영역에서사용된다.음식칼로리가하루에얼마나쌓였는지계산하고,장마철에내린빗물의양을추정하고,카페인이몸에서천천히줄어드는모습을분석하며,유튜브에서우리가하루동안소비한영상시간을계산하는것까지모두적분의사고방식을필요로한다.
즉,크고복잡한현상을‘잘게나눠바라보고’,그조각들을다시합쳐전체를이해하는과정이바로적분이다.

이런사고방식은수학에서만쓰이지않는다.오늘날의AI도어떤의미에서는적분을하고있다.AI가이미지를이해할때는사진한장을통으로보는것이아니라수많은작은조각으로나누어분석한뒤그것을종합한다.음악추천알고리즘은우리가들은모든작은행동―재생,스킵,반복재생같은흔적―을모아취향을판단한다.금융에서리스크를예측하거나의학영상에서병의징후를찾을때등결국모든시스템은‘작은변화의집합’을읽어내는방식으로작동한다.그러니까적분은단순히수학시간에배우는공식이아니라,오늘의세상을움직이는기본언어에가깝다.
적분을배운다는건복잡한기호를외우는것이아니라,변화하는세계를보는감각을기르는일이다.우리는어떤결과가어디에서시작되고,어떤작은변화들이그결과를만들어냈는지이해하는능력이필요하다.공부량이늘지않는이유도,운동효과가더딘이유도,시간관리가어려운이유도결국은‘작게쌓이는변화’를읽어내지못해서생긴다.
적분을이해하면이런것들이단순한감각이아니라하나의명확한구조로보이기시작한다.작은변화가쌓여어떻게큰결과가되는지알게되는순간,우리는더정확하게판단하고더현명한선택을할수있다.

그래서적분은더이상과학자나공학자만을위한기술이아니다.학생도,직장인도,창작자도모두‘쌓여가는변화’를읽어야하는시대에살고있다.
적분을이해하는사람은데이터를읽는힘이생기고,시간의흐름을보는시야가넓어지고,복잡한현상을차분히분해해다시조립할수있는능력을갖게된다.이능력은시험을위해서가아니라,삶을이해하는데필요한기본도구다.

결국적분을배워야하는이유는딱하나다.
세상은멈춰있지않고,모든것은계속변하고쌓여간다.이변화를어떻게바라보고이해할지알려주는언어가바로적분이다.그리고그언어를알게되면,우리가살아가는세계의움직임이훨씬선명하게보이기시작한다.이제가장기본적인적분에대해알려주는<가장쉬운수학적분>으로세상을이해하는토대를쌓아보자.