미분에 관한 몇가지 질문.

미분에 관한 몇가지 질문.

작성일 2010.01.25댓글 2건
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우선 의 의미.

d가 델타이고 미분에서 주로 델타는 무한히 작은 값이라는 뉘앙스가 있죠, 그러니깐 저 값은 순간변화율이 되는 걸로 알고 있습니다. 즉 기울기가 되는 것이고 즉 미분이 되는 것이죠. 그런데 y'으로 표현하면 충분할 것을 [1]굳이 저렇게 분수식으로 표현한 이유는 뭔가요?

 

그런데 저 식이

이렇게 됩니다. 그러면 [2]d하고 y는 다른 것이고 dy는 두 개의 곱일 뿐이다 라고 생각하는 건가요? 

이뿐만 아니라

이렇게도 됩니다. 이건 du를 [3]약분한다고 생각해도 되는건가요?

그리고

,

이런 식들의 성립으로 보면, 는 [4]어떤 수식의 성질을 가지나요 모든 성질을 다 가지나요? 약분 뭐 등등 자유롭게 된다는 건가요?

 

글치만 dx/dx^2 = 1/x 이건 또 말도 안되잖아요;; dx/dx^2 = 1/dx도 이상하고; 게다가 (d/dx)y는 dy/dx인 것으로 보면  dy/dx는 [5]어느 범위까지의 분수식의 의미를 내포하는 건가요?

 

그리고 는 y를 x로 미분한다는 뜻일텐데 [6]그러면 이건 뭔가요?; y를 y에 대해 미분하라니 이건 뭔 언어적으로 이해를 할 수 없습니다.;; [6-1]이건 뭐 약분해서 1이 되는건가요?;; 아니면 dy/dx 곱하기 dx/dy = dy/dx 곱하기 1//dy/dx = 1 이렇게 하던가;;

 

그리고 음함수 미분에서 예를들어 반지름이 1인 원의 방정식을 x에 관해 미분할 때

 

이런 과정을 거치는데요

우선 첫 번째 줄에서 두 번째 줄로 넘어갈 때 [7]저게 왜 성립을 하는거죠? 단순히 dy/dx가 미분의 의미로만 쓰인 건가요? 이건 음함수 미분의 원리를 모르겠어서 이러는 겁니다 =ㅂ=;;

 

그리고 우변의 d/dx는 [8]단지 상수항을 미분한 것을 표현하는 건가요?

 

그리고 두 번째 줄에서 세 번째 줄로 넘어갈 때 [9]dx^2/dx가 왜 2x가 되는건가요. f(x) = x^2이어서 df(x)/dx = f'(x)의 의미인 건가요?

 

또한 음함수의 폭 넓은 정의는

이렇게 되잖아요?

 

그럼 음함수 미분은 [10](설마) 앞의 d/dy 하고 뒤의 dy/dx 가 약분된다는 원리를 이용한건가요=ㅂ=? [10-1]만약 맞다면 이건 뭐 다른 상수와 같이 교환법칙 성립 이렇게 볼 수 있는걸까요 =ㅂ=? [10-2]만약 아니라면 도대체 무슨 원리를 사용한 걸까요 그리고 왜 성립하는 걸까요?

 

그리고 [11]편미분하고 음함수 미분의 응용 분야가 다른건가요? 음함수 미분도 여러가지 미지수의 미분에 쓸 수 있을 것 같은데. [12]편미분의 원리는 무엇이며 그 원리가 왜 성립하는지 알려주셨으면 좋겠네요.

 

 

===================================================================

추가

 

[13]y를 2번 미분했을 때 왜 이렇게 되나요

이렇게 해야되지 않을까요?=ㅂ=;;;;

 

 

미분 초보이고요, 수학적 호기심이 왕성한 고딩입니다~

자세하고 면밀하고 쉽게 이해 가능하고 수식편집기 사용하셔서 설명해주세요~~

빠른 답변 부탁드립니당~


#미분에 관한 책 #미분에 관한 문제

profile_image 익명 작성일 -

[1]굳이 저렇게 분수식으로 표현한 이유는 뭔가요?

 분수식으로 표현한 이유는, 원래는 '분수가 아닌 것'을 '분수처럼' 다룰 수도 있기 때문입니다.

분수를 자주 다뤄왔었기 때문에, 생소한 개념인 미분식을 '분수처럼' 다룰 수 있다면

첫째로 교육면에서도 매우 수월하고, 둘째로 연구에 대해서도 상당한 장점으로 작용하게 됩니다.

일례로, 연쇄율의 경우는 분수식의 곱셈처럼 다룰 수 있기에 매우 편하며,

역함수의 미분법 역시, 번분수 형태를 도입하게 되면 이 역시 다루기가 수월해집니다.

 

여담으로, y'의 최대 단점은 다변수 함수의 경우에 있어,

어느 변수에 대해 미분하려는지 표현하기가 애매하다는 점이 있으며,

연쇄율에 대해서도 반응이 매우 취약하다는 점이 있습니다.

 

 

[2]d하고 y는 다른 것이고 dy는 두 개의 곱일 뿐이다 라고 생각하는 건가요? 

 dy는 곱이 아니라 y에 대한 연산..이라고 생각하면 됩니다. 간단히 말하면

f,g라는 함수가 있을때, 라고 표기하는것과 마찬가지로

합성함수라 생각하시면 편할 것입니다.

 

 

[3]약분한다고 생각해도 되는건가요?

위에 언급했듯, '분수식과 같이 다뤄도 된다'는 측면은, '약분'이라고 생각해도 무방하다는 의미입니다.

 

 

[4]어떤 수식의 성질을 가지나요 모든 성질을 다 가지나요?

 함수끼리의 관계식이 수의 관계와 같다는 전제하에서, 분수식의 성질을 그대로 따라갑니다.

즉, 함수끼리 field를 형성하고 있다면, 분수처럼 다뤄도 무방합니다.

 

 

[5]어느 범위까지의 분수식의 의미를 내포하는 건가요?

 애초에 dx/dx^2라는 식 자체는 존재하지 않습니다. dx, dy라는 미분소는 절대로 '독립적'으로는

정의되지 않는 항입니다. 항상 쌍으로 분수식처럼 표현되거나, 혹은 적분기호와 함께

쌍으로 이루어지 상태에서만 정의됩니다.

 

[6]그러면 이건 뭔가요?

글자 그대로입니다. 약분 개념으로 생각하면 그냥 1이 되지요.

이런 것을 위해, 연쇄율 등을 정의하기 이전에, dx/dx=1이라는 것은 증명하고 시작합니다.

 

 

[7]저게 왜 성립을 하는거죠?

 좀전에 언급했듯, '미분'이란 것은 함수입니다.(여기서의 함수는 넓은 의미에서의 함수를 뜻합니다.)

즉, '전체'를 x에 대해 미분하더라도 등식은 성립한다 라는 성질을 이용하는 것이지요.

(두번째줄에 수식이 덜 쓰여있군요. d1/dx = 0 이라고 적어놓는게 나중에 편합니다.)

 

 

[8]단지 상수항을 미분한 것을 표현하는 건가요?

 위에 첨부했듯, d/dx가 아니라 d1/dx이고 이 값은 0이라는 것을 알고 있습니다.

 

 

[9]dx^2/dx가 왜 2x가 되는건가요. f(x) = x^2이어서 df(x)/dx = f'(x)의 의미인 건가요?

 미분 결과값을 모르겠으면, 정의에 의거해서 풀어봐야합니다.

그건 직접 해보셔야지요.

(이게 왜 그렇게 되냐...라는 질문은 솔직히 '공부를 안했다'라고 밖에 생각되지 않는군요.)

 

뭐 그래도, 약간의 트릭을 써서 보인다면야...

일단 '곱의 미분법'을 증명합니다. 증명방법은 미분의 정의에 의거, 극한을 이용합니다.

(증명과정은 교과서에 상.세.히. 나와있을 것이므로 생략하도록 하겠습니다.)

그럼 곱의 미분법을 이용하게 되면 위의 식은 아래와 같이 증명됩니다.

 

 

[10](설마) 앞의 d/dy 하고 뒤의 dy/dx 가 약분된다는 원리를 이용한건가요=ㅂ=?

 과정을 잘 생각해야합니다. 약분으로 연쇄율을 증명하는 것이 아니라,

연쇄율을 증명하고 나서 이것을 약분하는것처럼 취급해도 된다는 것 역시 '증명완료'되었으므로

이제부터는 약분을 하는것처럼 식을 변형시키는 것입니다.

즉,

이 '테크닉'으로 교환법칙을 증명한다는 것은 불가능합니다.

1+1=2라는 정리를 가지고 1*2=2 라는 식을 증명한다는건 넌센스지요. 순환오류입니다.

 

교환법칙이나 기타 등등의 법칙을 증명한 후에야 위의 테크닉을 쓸 수 있는 것입니다.

 

 

[11]편미분하고 음함수 미분의 응용 분야가 다른건가요?

편미분은 다변수 함수에서 단일변수에 대해서만 미분하는 것을 뜻하고

음함수 미분법은 다변수 함수에서 총체적인 변화를 구하는, '전미분 테크닉'에 해당합니다.

 

편미분은 함수(function), 음함수 미분법은 방법(method)이므로

당연히 다르지요.

 

 

[12]편미분의 원리는 무엇이며 그 원리가 왜 성립하는지

이건 뭔가, 편미분에 대해 심각하게 오해를 하고있다는 생각이 드는 질문이네요.

다시 말하지만, 편미분은 다변수 함수에서 단일변수에 대해서만 미분하는 것일 뿐입니다.

이것이 정의이며, '원리'라는 말을 붙인다는 자체가 오류입니다.

 

수학에서는 절대로 '원리'라는 말 따위는 쓰지 않습니다.

 

 

[13]y를 2번 미분했을 때 왜 이렇게 되나요

이런 질문을 볼때마다, 우리나라 교과서 편찬위원회의 한심함을 느낄수 있지요...

대부분의 책에서 위에 대한 설명을 얼렁뚱땅 넘어가다보니,

결국 학생들은 '그냥 그런가보다'하고 모르는채로 넘어가는 일이 다반사니까요.

 

위에 쓰신게 '거의' 맞습니다만...

일단 분자에 해당하는 부분은 맞으며, 분모에 해당하는 부분은

dxdx=(dx)^2 = dx^2

그냥 이렇게 표기하는 것입니다.

(dx)^2에서, dx자체를 하나의 항으로 생각하게 되면

궂이 괄호를 쓸 필요가 없게되어 dx^2만 쓰는 것입니다.

profile_image 익명 작성일 -

쉽게 설명드리자면 dy / dx 는 분수식이 아닙니다.

 

y의 미분값을 y' 이라고 쓰는것처럼 d/dx 는 '와 같은 뜻의 하나의 "기호"이고

 

dy/dx 는 (d/dx) y 라고 생각하시면 됩니다.

 

이는 분수가 아니기때문에 통분,약분이 되는것도 아니구요 ㅎㅎㅎ

 

d/dx 는 하나의 기호이자 약속이며, 분수가 아닙니다

 

중간에 x^2 + y^2 = 1 에서의 풀이는

 

곱의 미분법을 이용한 풀이이며, 관련 설명을 한번 읽어보시는것이 어떨까 합니다

 

간단히 설명하면

 

x^2 를 미분하면 (2)(x)(x') 인데, x' 는 1 이기때문에 2x 가 된거구요

 

y^2 를 미분하면 2(y)(y') 가 되는데, y' 는 값을 알 수 없기때문에 그대로 y' 로 남겨둡니다 

미분에 관한 몇가지 질문.

... [12]편미분의 원리는 무엇이며 그 원리가 왜 성립하는지 이건 뭔가, 편미분에 대해 심각하게 오해를 하고있다는 생각이 드는 질문이네요. 다시 말하지만, 편미분은...

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