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고등수학 5분증명(2009개정)/수학218

[5분 고등수학] 상용로그의 소수부분 상용로그는 밑이 10인 로그를 말합니다. 양수 N의 상용로그는 아래와 같습니다. $\log_{10}N$ 고등수학 과정에서는 10을 생략하여 나타냅니다. $\log N$ 이 로그의 정수부분을 n, 소수부분을 $\alpha$라고 한다면 아래와 같은 등식을 세울 수 있습니다. $\log N=n+\alpha \ (0 \leq \alpha 2021. 10. 26.
[5분 고등수학] 상용로그의 정수부분 상용로그는 밑이 10인 로그를 말합니다. 양수 N의 상용로그는 아래와 같습니다. $\log_{10}N$ 고등수학 과정에서는 10을 생략하여 나타냅니다. $\log N$ 이 로그의 정수부분을 n, 소수부분을 $\alpha$라고 한다면 아래와 같은 등식을 세울 수 있습니다. $\log N=n+\alpha \ (0 \leq \alpha 2021. 10. 25.
[5분 고등수학] 로그의 성질 증명 (2) 로그의 성질 두번째 시간입니다. 지난 글에서는 아래 다섯가지 성질을 유도했습니다. 1) $\log_{a}1=0$ 2) $\log_{a}a=1$ 3) $\log_{a}xy=\log_{a}x+\log_{a}y$ 4) $\log_{a}\frac{x}{y}=\log_{a}x-\log_{a}y$ 5) $\log_{a}x^{n}=n\log_{a}x$ 또한 두가지 밑변환 공식도 유도했습니다. 오늘은 아래 여섯가지 성질을 유도하겠습니다. 증명에 위 성질들이 사용됩니다. 6) $\log_{a}b\cdot \log_{b}a=1 \ (a>0,a\neq 1,b>0,b\neq 1)$ 7) $\log_{a}b\cdot \log_{b}c \log_{c}a=1 \ (a,b,c>0 \ and \ a,b,c\neq 1)$ 8) $\lo.. 2021. 10. 22.
[5분 고등수학] 로그의 밑 변환 공식 로그의 밑 변환 공식은 아래와 같습니다. 1) $\log_{a}b=\frac{\log_{c}{b}}{\log_{c}a}$ 2) $\log_{a}b=\frac{1}{\log_{b}a}$ 하나씩 증명해봅시다. 1) $\log_{a}b=\frac{\log_{c}{b}}{\log_{c}a}$ 아래와 같이 두 로그를 각각 x와 y로 놓겠습니다. $\log_{a}b=x$ $\log_{c}a=y$ 로그의 정의에 의해 아래와 같이 변형할 수 있습니다. $b=a^{x}$ $a=c^{x}$ 위 첫번째 식의 a자리에 두번째 식을 넣어줍시다. $b=\left ( c^{y} \right )^{x}=c^{xy}$ 로그의 정의를 사용하여 아래와 같이 변형합시다. $\log_{c}b=xy$ x와 y를 원래 값으로 바꿔줍시다. $\l.. 2021. 10. 22.
[5분 고등수학] 로그의 성질 증명 (1) 로그의 정의는 아래와 같습니다. $ax=N \ \Leftrightarrow \ x=\log_{a}N$ a의 조건은 아래와 같습니다. "a는 1이 아닌 양수" N의 조건은 아래와 같습니다. "N은 양수" 오늘 배워볼 로그의 5가지 성질은 아래와 같습니다. 1) $\log_{a}1=0$ 2) $\log_{a}a=1$ 3) $\log_{a}xy=\log_{a}x+\log_{a}y$ 4) $\log_{a}\frac{x}{y}=\log_{a}x-\log_{a}y$ 5) $\log_{a}x^{n}=n\log_{a}x$ 하나씩 증명해보겠습니다. 1) $\log_{a}1=0$ 증명 a의 0제곱근은 1입니다. 따라서 아래 등식이 성립합니다. $a^{0}=1$ 로그 정의를 적용하면 아래와 같습니다. $0=\log_{a}1.. 2021. 10. 14.
[5분 고등수학] 실수의 n제곱근 중에서 실수인 것의 개수 먼저 아래 두 용어가 다르다는 것을 이해해봅시다. "n 제곱은 a" "a의 n제곱근" 전자를 수식으로 표현하면 아래와 같습니다. $\sqrt[n]{a}$ 후자인 a의 n제곱근을 x라고 놓는다면 아래 등식이 성립합니다. $x^{n}=a$ a의 n제곱근은, n제곱해서 a가 되는 수 입니다. 오늘 우리가 배워볼 주제입니다. a의 n제곱근의 개수는 n이 짝수일 때와 홀수일 때가 다릅니다. 1) n이 짝수인 경우 아래 등식을 함수로 해석해 봅시다. $x^{n}=a$ 위 등식의 x값은 아래 두 함수의 교점의 x값이라고 이해할 수 있습니다. $y=x^{n}$ $y=a$ n이 짝수인 경우 $y=x^{n}$은 아래와 같은 형태를 갖습니다. a의 부호에 따라 $y=a$ 는 아래와 같이 그려집니다. a가 양수인 경우는 근을.. 2021. 10. 8.
[5분 고등수학] 자연수의 거듭제곱의 합 (3제곱) 자연수 거듭제곱의 합공식을 유도해봅시다. 고등학교에서 배우는 합공식은 세가지입니다. 1제곱의합, 2제곱의합,3제곱의합. 이번 글에서는 1제곱의 합 공식을 유도해보겠습니다. 3제곱의 합공식 1제곱 부터 n제곱 까지의 합입니다. 시그마 기호를 이용한 식으로 나타내면 아래와 같습니다. $\sum_{k=1}^{n}k^{3}=1^{3}+2^{3}+ \cdots + n^{3}$ 위 공식을 유도해봅시다. 아래 등식에서 출발합니다. $(k+1)^{4}-k^{4}=4k^{3}+6k^{2}+4k+1$ 등식이 성립한다는 것을 보이는 것은 어렵지 않으므로 넘어가겠습니다. k에 1부터 n까지 대입하면 아래와 같습니다. $2^{4}-1^{4}=4\cdot 1^{3}+6\cdot 1^{2}+4 \cdot 1 +1$ $3^{4}-2.. 2021. 9. 30.
[5분 고등수학] 자연수의 거듭제곱의 합 (2제곱) 자연수 거듭제곱의 합공식을 유도해봅시다. 고등학교에서 배우는 합공식은 세가지입니다. 1제곱의합, 2제곱의합,3제곱의합. 이번 글에서는 1제곱의 합 공식을 유도해보겠습니다. 2제곱의 합공식 1제곱 부터 n제곱 까지의 합입니다. 시그마 기호를 이용한 식으로 나타내면 아래와 같습니다. $\sum_{k=1}^{n}k^{2}=1^{2}+2^{2}+ \cdots + n^{2}$ 위 공식을 유도해봅시다. 아래 등식에서 출발합니다. $(k+1)^{3}-k^{3}=3k^{2}+3k+1$ 등식이 성립한다는 것을 보이는 것은 어렵지 않으므로 넘어가겠습니다. k에 1부터 n까지 대입하면 아래와 같습니다. $2^{3}-1^{3}=3\cdot 1^{2}+3\cdot 1+1$ $3^{3}-2^{3}=3\cdot 2^{2}+3\cd.. 2021. 9. 29.
[5분 고등수학] 자연수의 거듭제곱의 합 (1제곱) 자연수 거듭제곱의 합공식을 유도해봅시다. 고등학교에서 배우는 합공식은 세가지입니다. 1제곱의합, 2제곱의합,3제곱의합. 이번 글에서는 1제곱의 합 공식을 유도해보겠습니다. 1제곱의 합공식 1부터 n까지의 합입니다. 시그마 기호를 이용한 식으로 나타내면 아래와 같습니다. $\sum_{k=1}^{n}k=1+2+ \cdots + n$ 등차수열의 합입니다. 첫항이 1, 공차도 1입니다. $\sum_{k=1}^{n}k=\frac{n(n+1)}{2}$ 2021. 9. 25.
[5분 고등수학] 단리법, 복리법 은행에 예금을 하면 이자가 붙습니다. 이자를 붙이는 방법은 크게 둘로 나뉩니다. 단리법과 복리법입니다. 하나씩 배워봅시다. 1. 단리법 은행에 a원을 저금했습니다. a를 원금이라고 합니다. 연 이자율은 r% 였습니다. 이자가 단리로 붙는다는 것은 원금에만 이자가 붙는다는 것을 의미합니다. 1년 후 원금과 이자는 아래와 같습니다. 원금과 이자의 합계를 '원리합계'라고 합니다. 1년 후 원리합계는 아래와 같습니다. 1년 후 원리합계 = $a+a\times \frac{r}{100}=a\left ( 1+\frac{r}{100} \right )$ 2년 후 원금과 이자는 아래와 같습니다. 2년 후 원리합계는 아래와 같습니다. 2년 후 원리합계 = $a+a\times \frac{r}{100}+a\times \frac.. 2021. 9. 25.
[5분 고등수학] 등비수열의 합 등비수열은 '비(ratio)'가 일정한 수열입니다. 일정한 비를 공비라고 부릅니다. 첫째항을 a, 공비를 r이라고 놓았을 때 수열은 아래와 같습니다. $a_{1}=a$ $a_{2}=ar$ $a_{3}=ar^{2}$ $a_{4}=ar^{3}$ ... $a_{n}=ar^{n-1}$ 이때 $a_{n}$을 일반항이라고 부릅니다. 등비수열의 합을 구해봅시다. 등비수열의 합은 $S_{n}$ 이라고 나타냅니다. 수열의 첫째항 부터 n번째 항까지의 합을 의미합니다. $S_{n}=a_{1}+a_{2}+ \cdots +a_{n}$ 첫항이 a이고 공비가 r인 등차수열의 합은 아래와 같습니다. $S_{n}=\frac{a\left ( 1-r \right )^{n}}{1-r}$ 이 공식을 유도해봅시다. 첫항부터 n번째 항까지의 .. 2021. 9. 24.
[5분 고등수학] 등차수열의 합 등차수열은 차이가 일정한 수열입니다. 일정한 차이를 공차라고 부릅니다. 첫째항을 a, 공차를 d라고 놓았을 때 수열은 아래와 같습니다. $a_{1}=a$ $a_{2}=a+d$ $a_{3}=a+2d$ $a_{4}=a+3d$ ... $a_{n}=a+(n-1)d$ 이때 $a_{n}$을 일반항이라고 부릅니다. 등차수열의 합을 구해봅시다. 등차수열의 합은 $S_{n}$ 이라고 나타냅니다. 수열의 첫째항 부터 n번째 항까지의 합을 의미합니다. $S_{n}=a_{1}+a_{2}+ \cdots +a_{n}$ 첫항이 a이고 공차가 d인 등차수열의 합은 아래와 같습니다. $S_{n}=\frac{n\left \{ 2a+d(n-1) \right \}}{2}$ 이 공식을 유도해봅시다. 첫항부터 n번째 항까지의 합을 오름차순으로.. 2021. 9. 24.
[5분 고등수학] 역함수의 성질 역함수의 대표적인 성질은 다섯가지가 있습니다. 1) 어떤 함수의 역함수의 역함수는 자기 자신이다. $\left ( f^{-1} \right )^{-1}=f$ 증명해봅시다. $y=f(x)$가 있다고 합시다. $y=f(x)$의 역함수는 아래와 같습니다. $f^{-1}(y)=x$ 역함수를 한번더 취합시다. $\left ( f^{-1} \right )^{-1}(x)=y$ y는 f(x) 이므로 아래 등식이 성립합니다. $\left ( f^{-1} \right )^{-1}(x)=f(x)$ 일반화시키면 아래와 같습니다. $\left ( f^{-1} \right )^{-1}=f$ 2) 어떤 함수의 역함수와 그 함수를 합성하면 항등함수이다. $f(x)$와 그 역함수를 합성해봅시다. $\left ( f^{-1}\circ .. 2021. 9. 23.
[5분 고등수학] 산술,기하,조화평균 대소비교 증명 산술, 기하, 조화평균의 대소관계는 아래와 같습니다. $\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab} \geq \frac{2ab}{a+b}$ 대소비교가 성립하는 조건은 a,b 가 양수라는 것입니다. 이유는 증명과정에서 나옵니다. 산술평균과 기하평균의 대소관계 먼저 산술평균과 기하평균의 대소관계를 증명해봅시다. $\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab}$ 양변에 2를 곱합시다. $a+b \geq 2\sqrt{ab}$ 양변을 제곱합시다. 제곱 후에도 부등호가 유지되려면 양변이 양수라는 조건이 필요합니다. 양변이 양수려면 a,b가 양수여야 합니다. a 또는 b가 0일 때도 성립을 하므로, 0보다 같거나 크면 됩니다. $(a+b)^{2} \geq 4ab$ 전개합시다. $a^{2}+2ab+b^{2.. 2021. 9. 23.
[5분 고등수학] 산술,기하,조화평균은 어디에 쓸까? 평균에는 세가지 종류가 있습니다. 산술, 기하, 조화평균입니다. 각 평균의 정의는 아래와 같습니다. 두 수 a와 b의 평균입니다. 산술평균 : $\frac{a+b}{2}$ 기하평균 : $\sqrt{ab}$ 조화평균 : $\frac{2ab}{a+b}$ 세 평균의 대소관계는 아래와 같습니다. $\frac{a+b}{2} \geq \sqrt{ab} \geq \frac{2ab}{a+b}$ 대소관계 증명은 다음 글에서 하겠습니다. 이번 글에서는 각 평균이 어디에 사용되는지 알아봅시다. 산술평균 우리가 흔히 '평균'이라고 부르는 평균이 산술평균입니다. 대표적으로는 시험점수를 구할 때 사용합니다. 수학시험점수가 90점이고, 영어시험점수가 100점이면 두 과목의 산술평균은 아래와 같이 계산합니다. $\frac{90+10.. 2021. 9. 22.
[5분 고등수학] 배수집합의 교집합과 합집합 배수집합은 어떤 자연수의 배수로 만든 집합입니다. 어떤 자연수를 k라고 했을 때, 이 자연수의 배수집합은 기호로 아래와 같이 나타냅니다. $A_{k}$ 예를 들어 2의 배수의 집합은 아래와 같습니다. $A_{2}=\left \{ 2,4,6,8,... \right \}$ 교집합 배수집합의 교집합에 대해 알아봅시다. 두 자연수 m과 n의 배수집합은 아래와 같습니다. $A_{m}=\left \{ m,2m,3m,4m,... \right \}$ $A_{n}=\left \{ n,2n,3n,4n,... \right \}$ 두 수의 최소공배수를 $r$ 이라고 한다면, 두 집합의 교집합은 아래와 같습니다. $A_{m}\cap A_{n}=A_{r}$ 두 수의 공배수의 집합은 두 수의 최소공배수의 배수의 집합과 같기 때문입.. 2021. 9. 22.
[5분 고등수학] 합집합의 원소의 개수 집합 $A$의 원소의 개수가 $m$개, 집합 $B$의 원소의 개수가 $n$개라고 합시다. $A$와 $B$의 합집합의 원소의 개수는 몇개일까요? $m+n$ 개일까요? 그럴 수도 있고 아닐 수도 있습니다. $A$와 $B$의 교집합이 없다면 $m+n$개이고, 교집합이 있다면 $m+n$개가 아닙니다. 아래 그림을 봅시다. B와 겹치지 않는 $A$의 원소의 개수를 $a$개, $A$와 겹치지 않는 $B$의 원소의 개수를 $b$, $A$와 $B$가 겹치는 부분의 원소의 개수를 $c$개라고 놓겠습니다. $A$의 원소의 개수는 $a+c$개이고, $B$의 원소의 개수는 $b+c$개입니다. A와 B의 합집합의 원소의 개수는 $a+b+c$ 개입니다. A의 원소의 개수와 B의 원소의 개수를 더하면 교집합의 원소의 개수가 중복해.. 2021. 9. 17.
[5분 고등수학] 부분집합의 개수 쉽게 구하는 법 어떤 집합 A가 있을 때, 집합 A의 부분집합의 개수를 구하는 방법을 알아봅시다. 간단한 예시에서 시작해봅시다. 아래와 같은 집합이 있다고 합시다. $A=\left \{ 1 \right \}$ 부분집합의 개수가 몇개일까요. 1개라고 하신 분들도 있을텐데, 정답은 2개입니다. 공집합은 모든 집합의 부분집합이기 때문입니다. 따라서 집합 A의 부분집합은 아래와 같습니다. $\varnothing , \left \{ 2 \right \}$ 이번엔 원소를 하나 늘려봅시다. 아래와 같은 집합이 있다고 합시다. $B=\left \{ 1,2 \right \}$ 부분집합은 몇개일까요. 몇개 되지 않으니 쉽게 구할 수 있습니다. $\varnothing ,\left \{ 1 \right \},\left \{ 2 \right .. 2021. 8. 14.
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