어떤 조건을 만족하는 점의 자취는 주로 도형이나 곡선을 이루는데 이를 해석하기위해서 이러한 점의 자취를 좌표평면위에 잘 올려놓았을때 조건을 만족하는 점의 자취는 실수 순서쌍에 대응됩니다.이때 조건을 만족하는 임의의 점에 대응되는 순서쌍 (x,y)의관계가f(x,y)=0이라고할때 조건을 만족하는 모든 점에 대응되는 각 순서쌍을 이식에 대입했을때 이관계를 만족한다는 것을 뜻하므로 f(x,y)=0은 조건을 만족하는 점에 대응되는 순서쌍이 해집합으로서 만족하는 방정식이 됩니다.이때 이 방정식이 자취의방정식,도형의방정식이라고 불리우는 이유는 f(x,y)=0을 만족하는 해집합인 순서쌍들을 좌표평면의 점에 대응시켜서 나타날때 위의 그 어떤조건을 만족하는 점들에 대응됨으로써 이 방정식이 위의조건을 만족하는 점의 자취,도형을 좌표평면에 그림으로서 도형의방정식 자취의 방정식이라고 불리는데요...
적어도 전 이렇게 배웠습니다 근데 여기서 문제점이 조건을 만족하는 점들에 대응되는 순서쌍은 f(x,y)=0이란 방정식을 만족합니다. 근데 이것의 역 f(x,y)=0을 만족하는 모든해집합의 순서쌍들이 이 조건을 만족하는 점들에 대응되는 순서쌍과 일대일대응관계라고 항상 말할 수 있나요?
예를 한번 들어보겠습니다. 한정점으로부터 거리가 일정한 점의 자취는 '원'이라고 불리우는 도형을 만듭니다.
이제 이것을 좌표평면위에 한정점이 원점에 대응되게 일정한 거리값은 r 이라고 한채 좌표평면위에 이 자취(도형)을 올려놓으면 이 정점으로부터 거리가 r로 일정한 임의의점에 대응 되는 순서쌍(x,y)은 x제곱+y제곱=r제곱이란 관계를 만족합니다.이것은 조건을 만족하는 모든점에 대응되는 순서쌍이 이 관계식에 대입했을때 이 관계식을 만족함을 뜻하므로 이식은 곧 조건을 만족하는 점들의 순서쌍이 해집합으로서 만족하는 방정식이 됩니다.
근데 이제 역으로 생각해보는겁니다. 이 방정식이 떵그러니 주어졌을때 이방정식을 만족하는 해집합인 순서쌍을 좌표평면위에 점으로서 나타내는겁니다.이때 아무런의심없이 이방정식을 만족하는해집합인순서쌍은 저 위의조건을 만족하는 점에 대응되는 순서쌍이니까 좌표평면에 '빈틈없는'원인 점의자취가 그려지겠지.. 하고 그립니다. 근데 여기서 제가 궁금한건 이 방정식이 먼저 주어졌을 때 이방정식을 만족하는 해집합인 순서쌍중에 저 위의조건을 만족하는 점에 대응되는 순서쌍이 '아주많이'포함되어있는건 맞는데 빠짐없이 이방정식의 해집합인 순서쌍이 위의조건을 만족하는 점에 대응되는 순서쌍인건 보장할 수없기때문에 좌표평면에 그림으로서 나타내질때 '빈틈없는'원이 아니라 실제로는 '빈틈없는것처럼보이는'원이 그려지는거 아닌가요? 하지만 대충 이 방정식을 그래프로 나타냈을때 실제로 일치율이 오차가 거의없는 점의자취 도형을 그리기에 이방정식을 도형의방정식 자취의 방정식이라고 불리는거 아닌가요....
써놓고보니까 무슨 정신병걸린 사람이 쓴글처럼 느껴지는데 제가 머리속을 위에서 훤히바라보고 제가 뭘모르는지 정확히 알게해줄 의사선생님이 한분이라고 이글을 읽기를 바라면서 올려봅니다...
언어가 너무 정제가 안 된 느낌이라 뭘 말하려는지 잘 모르겠음
혹시 질문 몇 가지 해도 될까요?
네넵
https://gall.dcinside.com/board/view/?id=mathematics&no=349871&page=1
수학갤러리에 마지막에 요약해서 p.s달아서 수정해서 올려놓은글인데 이 링크타고 마지막부분 읽어보시면 그나마 정제된 느낌받으실거라고 생각되요 ㅠㅠ
중심이 (0, 0)이고 반지름이 1인 원에서 첫 번째 좌표값이 0보다 크거나 같은 경우만 가져오면 반원이 되는데, 이때 반원 위의 모든 점 (x, y)이 x^2 + y^2 = 1을 만족하지만 x^2 + y^2 = 1이라는 방정식의 해를 모두 가져오면 반원이 아닌 원을 그리게 됩니다. 이것이 혹시 글의 내용과 관계가 있다고 생각하시나요
음 그니깐 더 더 간단하게 질문드리면 정점으로부터 일정한거리를 가지는 점의 자취는 원이란 곡선으로 나타나는데 이때 이 원이 좌표평면에 놓였을때 이 점에 대응되는 순서쌍은 방정식 x^2+y^2=1을 만족한단말이에요 이 조건을 만족하는 점의 순서쌍이 이방정식의해집합의 부분집합으로서 포함되는건맞는데 이방정식의 해집합이 조건을 만족하는 점의 순서쌍의 집합에 포함된다고 단정지을수없자나요(단정짓게 증명할수 잇는데 제가 모르는거면 설명해주세욥 ㅠㅠ)어쨌든 고딩수학을 배우고있는 저는 (노베이스군필수학시작한지 8개월째) 이 방정식의 해집합을 좌표평면에 나타낼때 이 조건을 만족하는 점의자취를 좌표평면에 그려서 즉 원을 그려서 이방정식을 원의방정식 조건을 만족하는 자취의 방정식이라고 부른다고 배웠는데 실상은 이방정식의 해집합을
그린다는것은 원을 포함한 '원비스무리하게생긴것'을 그린다는것이지 원을 그리는것이아닌데 이런꼴의 방정식이 주어지면 당연하게 좌표평면에 그리는 것이 원이라고 생각하고 문제를 풀고 그런것들을 하더라고요
물론 이렇게 간단한 방정식 x^2+y^2=1같은 경우에는 이방정식을 좌표평면에 나타냈을때 이 나타난 곡선위의점은 원점과의 거리가 1인걸 저방정식의 의미를 통해 살려서 항상 이 방정식이 나타낸 곡선위의 점은 원의점하고 똒같은 성질을 가진다는걸 쉽게 알수 잇는데 좁 복잡한경우로 가질떄는 이렇게 포함관계를 생각하지않고 단순히 서로 같다하고 단정지을때 문제가 생길거같거든요....
방정식 x^2 + y^2 = 1의 해집합은 좌표평면에서 x^2 + y^2 = 1를 만족하는 점은 모두 포함하고, x^2 + y^2 = 1를 만족하지 않는 점은 모두 포함하지 않는 집합으로 정의되어요. 그러니 정의에 따라 조건에 맞는 점을 모두 포함하는 셈이에요.
수갤에 올리신 예시를 보면 도형 위에서 항상 성립하는 조건을 찾았을 때 그 조건에 따라 도형을 그리면 원래 도형에 포함되지 않는 점이 있을 수도 있다고 생각하시는 것 같은데 제가 잘 이해한 것이 맞나요
그 개똥같은 예시를 보고 딱 제가 뭘 고민하는지 이해하시다니 내공이...ㄷㄷ.. 정확히 이해해주신게 맞는거같애요...
더 요약하자면 어떤 조건을 만족하는 점의 자취의 각 점들에 대응되는 순서쌍들이 만족하는 방정식이 있을때 이 방정식의 자취의 방정식(도형의방정식)이라고 불릴수 있는 이유는 이 방정식의 해집합을 좌표평면에 그릴때 이 조건을 만족하는 점의자취를 그려서인데 사실은 이 방정식의 해집합에 조건을 만족하는 점의 순서쌍의집합이 포함된건 맞지만 이 방정식의 해집합이 조건을 만족하는 점의 순서쌍의 집합에 포함된건지는 모르기때문에 이 두집합이 일치하지 않을 가능성이 존재하기때문에 이 방정식의 해집합이 이러한 점의자취 도형을 똒같이 그린다고 항상 말하수없는것인데 이 가능성을 차단하는작업이 노베이스군필이 고등수학을 배우는중에는 없더라고요 이 고등수학에서는 이런과정없이 당연히 두집합이 같다고 가정하고 넘어가는데 이게 맞는건가요?
이 가능성을 차단하는 작업을 생략하는 이유는 고등과정을 뛰어넘어서인가요? 만약에 이런 일말의가능성에 운안좋게 얻어맞은경우라면 이 방정식의 그래프를 좌표평면에 그리고 이 그래프위의 점이 조건을 만족하는 점이 아닌데 조건을 만족하는점의 성질을 만족한다고 생각하고 적용하는 오류를 범할수도있다고 생각하거든요
제가 첫번째로 예시를 든 걸 보면 반원을 보고서 x^2 + y^2 = 1라는 조건을 찾았는데 이대로 그리니까 반원보다는 더 많은 점을 포함하고 있는 원이 나왔어요. 사실 반원에서부터 조건 x^2 + y^2 = 1만을 찾아낸 건데, 찾아낸 조건이 느슨하기 때문에 이러한 현상이 발생한다고 생각할 수 있지 않을까요? (느슨하다는 것은 조건이 약해서 원래 도형보다 찾아낸 조건에 따라 그린 도형이 더 많은 점을 포함한다는 뜻입니다)
보통은 아무 도형에 대해서 아주 알맞는 조건을 찾기가 매우 어렵습니다. 님이 말씀하신 가능성때문에 조건을 강하게 잡아야 하면서도, 너무 강하면 도형에 있는 점을 제외하게 되는 현상이 발생할 수도 있어서요. 아무 도형은 말 그대로 아무렇게나 생겼을 수 있기 때문에 (영국의 해안선, Mandelbrot set 등) 아무 도형에 대해 그런 작업을 하는건 충분히 고등과정을 뛰어넘을 수 있죠. 원이나 포물선, 타원 등은 알맞는 조건을 찾기 쉬운 도형이라서 중등과정에서 주로 공부하고, 이런 도형에 대해서는 수학하는 사람들이 충분히 고민해놓은 과정이 있기 때문에 그런 가능성이 없다고 할 수 있습니다.
와 진짜 이런고민이 실제로 타당성이 있는 고민이었는지 님이 맗씀해주시는거때문에 알게되었어요... 중1때부터 입시용으로든 수학을 했지만 항상 이런거에대한 의구심은 없었는데 전역하고 노베에서 다시시작하다보니 이런류의 고민이 가끔생기더라고요 그러면서 수학이 싫으면서도 먼가 끊을수 없는 그런게 생기던데 뭔지 모르겠네요 왜 많은 고등책들에서는 이부분에대해 언급이 없을까요 그게 넘 의도가 궁금해요...이건좀 쓸데없는 고민이긴한데 왜 이런부분에대한 언급이 없는지 궁금하네요 ㅠ
이런 쓸데없어보이는 의구심가질만한 부분들이 교과서에는 더나아가보기 숨쿰이나 실정 이런데서 심화 교과외 이런식으로 나오든데 이영역에서도 이부분을 언급하는게 없더라구요 조건을만족하는점의순서쌍의집합이 방정식의해집합에 포함되는것만 보이지 방정식의해집합이 순서쌍의 집합에 포함되는건 안보이면서 같다고 여기고 넘어가니까...고등때 나오는 도형들은 이 두집합이 서로 같다는걸 보이는게 그렇게 난해한부분도 아닌거같은데 왜 한쪽이 일방적으로 포함되는관계만 보이면서 같다고하고 서로 포함되는관계를 안보이는지 그 의도가 궁금하네요 ... 아 또 애기가 길어지네 어쨋뜬 시간내서 댓글답변 작성해주셔서 너무나 감사합니다!!!
음 미적분학 해석기하파트할때 무연근안나오게 신경써서 식변형 해줘야했었는데 그때느낀느낌이랑 비슷한거같기도하고