기초 수리모델링을 위한 대학수학 1

기초 수리모델링을 위한 대학수학 1

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Description
수학은 실제 현상과 상황을 분석하는 언어이다. 분석된 자연 현상을 이용하기 위하여 수학적으로 기술하는 것을 수리모델링이라고 한다. 수리모델링을 통해서 특별한 현상을 분석하여 그 해를 찾고 일반적인 현상에 대한 미래를 예측하는 것은 매우 중요하다. 따라서 이학, 의학, 약학, 공학, 경제학 등 다양한 분야에서 여러 가지 문제를 수학적으로 분석하여 문제 해결 능력을 높이고 각 계열의 전공과 연계된 수학교육은 반드시 필요하다. 이와 같은 관점에서 기초 이론에만 그치는 수학이 아니라 전공의 필요에 따라 수학을 어떻게 활용하는지, 수학의 역할이 얼마나 중요한지를 알 수 있게 될 것이다.

즉, 본 교재의 근본적인 목적은 기초 수리모델링을 위한 이론에만 그치는 것이 아니라 각 전공에 대한 수학의 실용성을 알게 하고 그 전공에 도움이 되도록 하는 것이다.

본 교재는 기존의 수학 이론을 바탕으로 실제 각 계열의 전공에 맞는 다양한 문제를 다룰 수 있도록 구성하고 있다.

미적분, 벡터, 행렬, 선형대수, 미분방정식 등의 이론을 바탕으로 실제로 일어난 현상을 설명하고 예측할 수 있는지 학습한다. 수학을 전공하는 학생뿐만 아니라 인구의 변화, 자연 현상의 변화, 치료 모델 등 다양한 문제를 다루는 사회과학, 자연, 의학, 약학 계열의 전공 학생들에게 수학의 중요성을 알리고 수학을 자신의 전공에 적용시키는 기초 교재가 될 것이다.

본 교재는 다음과 같이 구성되어 있다.

1장에서는 실제 현상을 분석하는 데 있어 그 현상의 해로 많이 다루어지는 함수에 대해 살펴본다. 이와 같은 함수의 정의와 성질을 살펴보고 함수를 이용하는 다양한 응용문제를 다루어 본다.

2장에서는 미분의 전체적인 개념과 미분법의 응용을 소개한다. 미분에서 중요한 정리로 알려진 로피탈의 법칙과 미분의 평균값 정리의 응용문제를 다루어 본다.

3장에서는 적분의 전체적인 개념과 적분법의 응용을 소개한다. 부정적분, 정적분, 미적분학의 기본 정리의 개념과 실제 응용문제를 다루어 본다.

4장에서는 벡터와 행렬의 전체적인 개념과 응용을 소개한다. 행렬의 기본 개념과 연립방정식의 해를 구하고 관련된 응용문제를 다루어 본다.

5장에서는 1계 미분방정식에 대한 기본적인 개념을 배우고 표준적인 방법을 이용하여 주어진 미분방정식을 풀어본다.

6장에서는 2계 미분방정식에 대한 기본적인 개념을 배우고 표준적인 방법을 이용하여 주어진 미분방정식을 풀어본다.

7장에서는 연립 미분방정식에 대한 기본적인 개념을 배우고 표준적인 방법을 이용하여 주어진 미분방정식을 풀어본다.

8장에서는 미분방정식을 통해 다양한 자연 계열 현상을 수학적 모형으로 만들고 그 해를 찾아 다양한 예측과 분석을 할 것이다.

9장에서는 의약학 계열과 관계된 다양한 실제 문제를 수학적으로 어떻게 분석하고 예측하는지를 다루어 본다.
저자

수학과교재편찬위원회

저자:수학과교재편찬위원회
김상일김영락김유식김준교김현민변종혁윤지훈이동희이미경이미진이상율이진기장동훈조유영조홍래최영준표준철

목차


지은이머리말4

Chapter01함수와응용
1.1삼각함수및역삼각함수와응용10
1.2지수함수및로그함수와응용16
1.3쌍곡선함수와응용22
1.4연속함수와응용25

Chapter02미분과응용
2.1여러가지미분법과응용32
2.2미분의평균값정리와응용42
2.3로피탈의법칙과응용48

Chapter03적분과응용
3.1부정적분과응용56
3.2정적분과응용61
3.3미적분학의기본정리와응용67
3.4이상적분과응용73

Chapter04벡터및행렬과응용
4.1벡터와응용86
4.2행렬과응용93
4.3행렬식과응용101
4.4고윳값,고유벡터와응용108

Chapter051계미분방정식
5.1변수분리미분방정식120
5.2선형미분방정식126
5.3Bernoulli방정식132

Chapter062계미분방정식
6.1선형성원리138
6.2상수계수를갖는제차선형미분방정식146
6.3오일러-코시방정식152
6.4상수계수를갖는비제차선형미분방정식158

Chapter07연립미분방정식
7.1상수계수를갖는제차연립선형미분방정식168
7.2상수계수를갖는비제차연립선형미분방정식176

Chapter08자연계열수리모델링
8.1맬서스인구증가모델184
8.2탄소연대측정모델190
8.3뉴턴의냉각법칙모델194
8.4수확모델198
8.5혼합용액모델209

Chapter09의학계열수리모델링
9.1주사치료모델220
9.2링거를통한치료모델230
9.3약을통한치료모델235
9.4전염병전파모델238

부록
연습문제해답244
찾아보기248

출판사 서평


수학은실제현상과상황을분석하는언어이다.분석된자연현상을이용하기위하여수학적으로기술하는것을수리모델링이라고한다.수리모델링을통해서특별한현상을분석하여그해를찾고일반적인현상에대한미래를예측하는것은매우중요하다.따라서이학,의학,약학,공학,경제학등다양한분야에서여러가지문제를수학적으로분석하여문제해결능력을높이고각계열의전공과연계된수학교육은반드시필요하다.이와같은관점에서기초이론에만그치는수학이아니라전공의필요에따라수학을어떻게활용하는지,수학의역할이얼마나중요한지를알수있게될것이다.

즉,본교재의근본적인목적은기초수리모델링을위한이론에만그치는것이아니라각전공에대한수학의실용성을알게하고그전공에도움이되도록하는것이다.

본교재는기존의수학이론을바탕으로실제각계열의전공에맞는다양한문제를다룰수있도록구성하고있다.

미적분,벡터,행렬,선형대수,미분방정식등의이론을바탕으로실제로일어난현상을설명하고예측할수있는지학습한다.수학을전공하는학생뿐만아니라인구의변화,자연현상의변화,치료모델등다양한문제를다루는사회과학,자연,의학,약학계열의전공학생들에게수학의중요성을알리고수학을자신의전공에적용시키는기초교재가될것이다.

본교재는다음과같이구성되어있다.

1장에서는실제현상을분석하는데있어그현상의해로많이다루어지는함수에대해살펴본다.이와같은함수의정의와성질을살펴보고함수를이용하는다양한응용문제를다루어본다.

2장에서는미분의전체적인개념과미분법의응용을소개한다.미분에서중요한정리로알려진로피탈의법칙과미분의평균값정리의응용문제를다루어본다.

3장에서는적분의전체적인개념과적분법의응용을소개한다.부정적분,정적분,미적분학의기본정리의개념과실제응용문제를다루어본다.

4장에서는벡터와행렬의전체적인개념과응용을소개한다.행렬의기본개념과연립방정식의해를구하고관련된응용문제를다루어본다.

5장에서는1계미분방정식에대한기본적인개념을배우고표준적인방법을이용하여주어진미분방정식을풀어본다.

6장에서는2계미분방정식에대한기본적인개념을배우고표준적인방법을이용하여주어진미분방정식을풀어본다.

7장에서는연립미분방정식에대한기본적인개념을배우고표준적인방법을이용하여주어진미분방정식을풀어본다.

8장에서는미분방정식을통해다양한자연계열현상을수학적모형으로만들고그해를찾아다양한예측과분석을할것이다.

9장에서는의약학계열과관계된다양한실제문제를수학적으로어떻게분석하고예측하는지를다루어본다.