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Topos Uranos

지수함수, 로그함수, 쌍곡선함수: 도입

요약

이 수업은 지수함수, 로그함수, 쌍곡선함수를 다루는 단원을 연다. 단원의 여섯 수업과 각 수업이 증명하는 내용을 소개하고, 아르키메데스가 어렴풋이 보고 슈티펠이 정리한 수열 사이의 대응에서 네이피어와 뷔르기의 로그, 야코프 베르누이와 오일러의 수 ee, 리카티와 람베르트의 쌍곡선함수에 이르는 이 개념들의 역사를 살펴본다. 또 이들을 낳은 문제, 곧 곱을 합으로 바꾸는 문제를 정식화하여 두 개의 함수방정식으로 옮기고, 마지막으로 이 함수들이 이 강좌의 후속 강좌, 사이트의 다른 강좌, 그리고 과학에서 차지하는 자리를 기술한다.

학습 목표

  1. 단원의 각 수업의 내용과, 실수 지수의 거듭제곱에서 쌍곡선함수까지 수업들이 이어지는 논리적 순서를 기술한다.
  2. 로그의 발명, 수 ee의 발견, 쌍곡선함수의 도입을 그 역사적 맥락 속에 놓고, 각각을 이끈 실용적 문제를 밝힌다.
  3. 곱을 합으로 바꾸는 문제를 방정식 L(xy)=L(x)+L(y)L(xy) = L(x) + L(y) 및 f(x+y)=f(x)f(y)f(x + y) = f(x) f(y)로 나타내고, 그 해가 왜 실수 지수를 필요로 하는지를 슈티펠의 표로 설명한다.
  4. 이 함수들의 응용을 대수학과 기하학 II 강좌, 다른 강좌들, 그리고 물리학, 화학, 생물학, 금융, 정보과학에서 알아본다.

입문 평가

단원을 공부하기 전에, 점수와는 상관없이, 출발점을 재어 보는 것이 좋다. 처음 열 문항은 단원의 여섯 내용 수업을 다룬다. 나머지 수업들이 기대는 세 수업(실수 지수의 거듭제곱, 수 ee, 방정식)에 각각 두 문항, 로그 수업에 한 문항, 쌍곡선함수 수업에 한 문항, 모형 수업에 두 문항이며, 모형의 두 번째 문항은 자료로부터 모형을 세우기를 요구한다. 같은 기능은 마지막 종합 수업에서 다시 잰다. 마지막 세 문항은 이 단원이 수 체계에 관한 단원과 평면 해석기하학에 관한 단원에서 이미 안다고 전제하는 것을 확인한다. 틀린 답은 저마다 머물러야 할 수업을 가리킨다.

입문 평가

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  1. 문제 1함수 f(x)=2−3x+1f(x) = 2 - 3^{x + 1}의 치역은 무엇인가?

  2. 문제 2(22)8\left( 2^{\sqrt{2}} \right)^{\sqrt{8}}의 값을 계산하여라.

  3. 문제 3원금 11의 돈을 연이율 200200퍼센트, 곧 r=2r = 2인 이율로, 한 해에 nn번 복리 계산하여 투자한다. 한 해 뒤의 원리합계 (1+2n)n\left( 1 + \frac{2}{n} \right)^n의 상한은 무엇인가?

  4. 문제 4s3=1+1+12+16s_3 = 1 + 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{6}일 때, 급수의 오차 정리는 오차 e−s3e - s_3의 어떤 상계를 주는가?

  5. 문제 5log⁡832\log_8 32의 값을 계산하여라.

  6. 문제 6방정식 9x−2⋅3x−3=09^x - 2 \cdot 3^x - 3 = 0의 실수해는 무엇인가?

  7. 문제 7방정식 log⁡3x+log⁡3(x−8)=2\log_3 x + \log_3 (x - 8) = 2을 풀어라.

  8. 문제 8어떤 방사성 동위원소의 반감기는 88일이다. 2424일 뒤에 처음 질량의 몇 분의 몇이 남는가?

  9. 문제 9세균 배양에서 센 개체 수를 반로그 그래프에 적으면 한 직선 위에 놓이고, 그 직선은 세균 300300마리(22시간 시점) 및 세균 24002400마리(88시간 시점)에 대응하는 점을 지난다. 모형에 따르면 배양을 시작할 때 세균은 몇 마리였는가?

  10. 문제 10x>0x > 0이고 cosh⁡x=53\cosh x = \frac{5}{3}일 때, sinh⁡x\sinh x의 값은 얼마인가?

  11. 문제 11이전 단원에서27−2327^{-\frac{2}{3}}의 값을 계산하여라.

  12. 문제 12이전 단원에서수 1−1n1 - \frac{1}{n}(nn은 자연수) 전체의 집합의 상한은 무엇인가?

  13. 문제 13이전 단원에서쌍곡선 x29−y24=1\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{4} = 1의 점근선은 무엇인가?