이 문제의 가정.
가정1. 균일한 중력장 ( 아래쪽 g)
가정2. 도르래질량무시
가정3. 줄의질량무시
가정4. m1 이 놓인 바닥은 마찰이 없음

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문제.  m2의 가속도의 크기는 ?
이 문제의 가정.
가정1. 균일한 중력장 (아래방향으로 g)
가정2. 공기저항무시


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문제.

키 180cm 가 안되는 김모씨는 자신이 루저임을 깨닫고 자살을 결심한다. 높이 h인 건물옥상에서 뛰어내리려 하는 김모씨는 v 의 속력으로 윗쪽으로 뛰어내릴지 ( a경로, 상향 45도 ) , 수평하게 달려서 뛰어내릴지 ( b경로, 수평 ) , 아랫쪽으로 뛰어내릴지 ( c경로, 하향 45도 ) 고민에 빠진다.

위 세개의 경로에 대해, 바닥에서 떨어지는 순간의 속력을 대소비교하라.

이 문제의 가정.
가정1. 바닥의 마찰은 없다.
가정2. 줄의 질량은 없다, 늘어나거나 뭐 그런것도 없다.

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문제.

질량이 모두 같은 세 물체가 질량을 무시할수있는 줄에 의해 연결되어있다. 마찰이 없는 바닥위에서 그림과 같이 F로 당긴다.
줄의 장력 T1 , T2 를 구해라.

이 문제의 가정.
가정1. 줄은 질량이 없다.
가정2. 도르래는 질량이 없다.
가정3. 도르래는 미끄러짐이 없다.


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문제.
그림과 같이 무게 W인 물체가 3개의 고정도르래에 의해 메달려있다. F라는 힘으로 줄을 잡고 버텨서 W가 정지해있다면, F의 크기는 얼마인가, 또 그 때 맨 위 도르래와 천장을 연결한 줄에 걸리는 장력 T의 크기는 얼마인가?
이문제의 가정.
가정1. 바퀴는 계단에서 미끄러짐이 없음
가정2. 바퀴는 중심에 대해 회전대칭임.

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문제.

그림과 같이 무게가 W 이고, 반지름 R 인 바퀴가 높이 h 인 계단을 오르기위해 필요한, 바퀴의 차축에 수평방향으로 작용시킨 힘 F 의 크기는 얼마인가?

아래와 그림과 같이 표현된 "단순화된 모델"을 생각하자.

중력가속도는 아래방향으로 g 일정한 걸로 계산한다.
도르래 및 줄의 질량은 무시한다.

좌우 균형이라던가 그밖의 다른 관심없는 내용들은 다 무시한다. (제..제발... 좀...)



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문제.

그림과 같이, 질량 M 인 사람이 땅위에 놓인 질량 m  ( 단, M>m ) 인 판자위에서, 줄을 힘 F로 "수직으로 아래쪽으로" 잡아당긴다.

1) F로 당겼음에도 불구하고, 아무런 움직임도 없을때, 판자가 지면에 작용하는 힘의 크기 n을 구하라.

2) F를 증가시켜, 판자와 사람이 위쪽으로 같은 가속도 a (>0) 를 가지고 가속되고 있다.
   이때, 줄의 장력 T와 사람이 판자에 작용하는 힘의 크기 N을 구하라.


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시간여행을 주제로 한 영화는 참 많고, 참 재밌는 영화도 많은데, 이거는 별로 재미가 없다.

공상과학적인 영화라는 느낌보다, 시간여행자의 고충 상담을 듣는 것 같았다.  몇 몇 재밌는 장면이 있긴했지만 역시 전반적으로 루즈하다.

제일 큰 건, 너무 예상가능하다는것. (predictable)

요즘에 음악올리기가 쉽지 않은 관계로 오랜만에 올려보는 클래식. 그냥 손가는 대로 6곡 찍어봤음.

클래식 퀴즈.   잘듣고 작곡자와 곡명을 맞추실 분은 맞챠주셈. 그냥 들어도 상관은 없지만  ㅋㅋ
                    상당수는 이미 포스팅 된 곡이라능...
                    혹시 답을 아시는 분은 비밀로 달아주시면, 
                    다 맞추시는 분에게는 선물로....  선물로....  쿨럭... 줄게 없네요.



1.   전에 누군가가 방명록에 물어봤던 바로 그곡


2. 피아노 소품



3.  이건 안졸림 ^^


4. 중간부분이 특히 좋음. 앞부분 짤라내고 올린게 어디 있을꺼임.


5. 아 소리 좋다...


6.  호로비츠의 연주입니다.




음악 좋은건 자랑, 플레이어 후진건 안자랑.
중고딩 필수문제들을 하나씩 되도록 쉽고 간단한 것들부터 올리도록 하겠다.


이 문제의 가정1. 보통의 교육과정에서 배우게 되는, 마찰력에 관한 근사이론을 가정한다.
                        즉, 수직항력하고 비례하고 어쩌고 하는 그 내용, 이때, 비례상수를 마찰계수라고 불렀다.

이 문제의 가정2. 고전역학 문제로서 질량은 모두 일정한 값을 갖는다.

이 문제의 가정3. 균일한 중력장. ( 즉, 중력가속도는 g로 일정하다. )



문제.  그림과 같이 질량이 M과 m인 두 물체가 닿아있다.
          두 물체사이의 정지마찰계수는 μs  , 운동마찰계수는 μk 이며, 바닥과 M사이에는 마찰이 없다.
          M을 수평방향으로 힘 F로 밀때, m이 아래로 떨어지지 않으려면,
           F는 적어도 얼마보다는 커야 하는가 ?

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힘찬 3곡...

퀴즈. 3곡의 곡명과 작곡자를 마차주셈.
이것은 순전히 암산문제임.


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어떠한 기계장치는 총 1만개의 스위치로 이루어져있다.

각 스위치는 1번 부터 1만번 까지 고유한 번호를 가지고 있다.

각 스위치는 토글 스위치로, on  모드에서 전구에 불이 들어오고, off 모드에서 전구에 불이 꺼진다.




그 다음,  만명의 사람이 다음과 같이 스위치를 변경한다.


첫번째 사람은   1번 스위치, 2번 스위치, 3번 스위치, 4번 스위치, 5번 스위치,  ...  , 10000번 스위치.
2 번째 사람은    2번 스위치, 4번 스위치, 6번 스위치, 8번 스위치, ...  10000번 스위치.
3 번째 사람은    3번 스위치, 6번 스위치, 9번 스위치, 12번 스위치,  ... 9999번 스위치.

...
...
...

1만 번째 사람은 10000번 스위치.

이런식으로 건너뛰면서, on 은 off 로 ,  off 는 on 으로 스위치를 바꾼다.


참고로, 초기상태는 모든 스위치가 on 상태였다.



만명의 사람이 위와 같이 건너뛰면서 스위치의 on/off 를 바꿨을때,
마지막에 켜져있는 스위치는 모두 몇 개인가?

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1. 암산으로 할 것
2. 수학적 논리를 제시할 것 ( 즉 증명 )

바이크 등록 완료.

Misc.2009. 10. 30. 23:52 |

바이크 등록 절차.

1. 책임보험(=의무)

차량운전자 보험이랑 세트로 되는거 있나 물어봤더니, 그런건 없고 새로 가입해야하는데 새로 가입하려니 보험비가 보통 45만원을 넘더라는...

인터넷에 바이크 보험만 대행으로 해주는 곳이 많아서 그곳 통해서 제일 싸구려상품(대인 1억 + 대물 1천만원)을 LIG 에서 가입함.
27만 얼마. 원래 이거보다 초큼 쌌는데, 작년 말엔가 신호위반 딱지뗀거있네요 이러더니 쵸큼 올라갔음.

사실 그때 신호위반 딱지는 낚시 단속에 걸린거임. 뭐 잘못한거긴 하지만 그래도 ㅠㅠ


아, 참고로 바이크 보험은 1년 단위로 한번 납부하며, 매년 갱신해야 하고, 나이에 따라 책정가격이 다름. 일반적으로 해마다 올라간다고 들은거 같은데,  왜 그런지 이해는 못하고 있음. 반대로 알고잇나 ?


2. 제작증, 보험확인증, 신분증 들고 주민등록상 주소지의 구청 이나 읍사무소 따위로 감.

신차 구입의 경우 오토바이 서류는 달랑 1 장 . '제작증' ,  중고로 구입했을시에는 무슨 양도하는 서류하고 이전 소유자의 등록 폐지증인가 뭔가 해서 암튼 서류가 3장이라고 함.

오토바이 관련 행정은 정말 최악인게, 아무 구청이나 가서 그냥 등록해주면 좋으련만, 직접 주민등록지로 가야됨. 나는 주민등록지가 경기도 여주라서 직접 여주 읍사무소에 갔다왔음. ( 이건 정말 아니야 OTL... )


가는데 초큼 막혀서 두시간 좀 넘게 걸렸음. 컬투쇼가 심하게 재밌다는 사실을 발견함. ( 107.7 MHz )
아아아아아아 진짜, 컬투쇼 정말 최고임 ㅋ

그리고 어떤 라디오 광고를 반복하여 듣게됨.
"조강지처가 좋더라, 썬연료가 좋더라~ 국민연료 썬연료 " 대충 이런식임.
자꾸 입에서 안떨어져서 짱남.


여주는 말이 경기도지 강원도임. 라디오 방송도 강원도께 나옴.

여주 읍사무소 직원 중 한명이 줜나 불친절했음. 면상을 날려버리고 싶었지만 그냥 미소를 머금고 어금니를 꽉 깨뭄. 아 희밤... 괜히 여주갔다가 주민세, 토지세 밀린거 내라고 해서 그자리에서 10만원 깨짐. 괜히 억울했음.


제작증에 오토바이 가격을 안써놨었는데, 담당자가 물어봄. 얼마주고 샀어요?

순간, 나는 이것이 세금을 메기기 위한 정보를 요구하는 구나 라고 직감함.

1 나노 세컨드 동안 좀나 갈등함. 뇌가 납세의 의무에 대해 갈등하고 있는 동안, 입은 제멋대로 구라를 침.

2백만원요. 음 50만원 어치의 양심은 버렸음. 다시 1 나노초 동안 죄책감. 그러나 곧바로 음 아는사람 통해서 샀다면 50만원 정도는 깎아서 살수 있었을 것이라고 자기 합리화에 성공. 죄책감을 털어버림.

취득세는 거의 5만원이 나옴.

도합 15만원, 카드결제 하려는데, 미납세금은 비씨카드로도 되는데, 취득세는 비씨카드는 안된다고 함. 일단 이부분은 이해가 안됨. -_- 대체 왜?


미납세금만 내고, 취득세는 지로로 받음. 1달안에만 납부하면 됨. 관련서류를 모두 받고, '경기' 라고 써있는, 은색 봉인 딱지를 받음. 번호판 봉인에 쓰인다고 함.


이제 번호판을 받으러 차량등록소 라는 곳으로 감. 사람 졸라 뺑뺑이 시킴. 바로 옆에있는것도 아니고 몇키로 떨어진 곳에 ㅡㅡ.   암튼 거기갔더니 차량번호판 받으러 온 차들이 빼곡함. 다행히 상냥한 아가씨가 번호판을 주면서 이것저것 설명해줌.

번호판 받는데 왠지 가슴이 짠했음. 이야 이거 받을라고 이 개고생을 하는구나....

곧바로 번호판을 가슴에 안고, 집으로 향함. 서초 IC 까지는 안막혀서 1시간도 안걸렸는데, 거기서 부터 퇴근시간에 걸림.  슈ㅣ발...

그때 처음으로 차량 번호판을 유심히 관찰해봄. 왜냐면 오토바이 번호판 봉인 껍데기를 한짝만 받았으므로... 차량은 어떨지 궁금해짐. 그리고 깨달은 점.

모든 차량의 번호판의 조임쇄가 양쪽이 짝짝이임.  한쪽은 은색으로 봉인용, 반대쪽은 그냥 일반 조임쇄. 헉 진짜 모든 차량이 그랬음. 여태껏 아무런 차이도 몰랐던게 신기함. 역시 사람은 관심이 있을때에만 자세한 것들이 보이는 것 같음.


그런 점에셔, 여친에게 관심이 많으면 진짜로 머리를 했다든가, 귀고리를 바껐다든가 하는 차이를 감별해 낼수 있다는 이론이 사실일지도 모른다는 생각이 들었음. 나는 그런 남자들이 단지 나와는 별개의 인간 유형인줄 알았음.


3. 번호판의 부착

저녁이 다 되어서야 집에 도착, 차를 대자마자 바로 오로바이랑 번호판떼기를 들고 인근 센타로 감. 달아주셈 하니까 바로 달아줌. 왼쪽봉인도 뚝딱 달아줌. 드뎌 법적으로 완벽한 오토바이가 되었음.


오예 신나서 좀 달려줬음. 여전히 2단에선 좀 꿀렁거리고 로데오임 ㅠㅠ
그러나 한가지 알아낸 사실은, 스로틀 그립을 놓아줄때 엔진 브레이크가 걸리는데 그것을 방지하기 위해 동시에 클러치를 살짝 잡아주면 된다는 것임. 생각해 보니 이론적으로 당연함.

반면, 다시 스로틀을 땡길려면 기어가 걸려야하므로 클러치를 놓아주어야 함.

따라서 왼손과 오른손의 페어링(pairing) 을 통해, 꿀렁거림을 다소 해결할 수 있었음.
그러나 생각한 페어링을 몸이 반대로 실천한 경우에는 최악임. 오늘도 시동 여러번 꺼먹음.

그래도 합법적인 라이더가 된 것은 참 뿌듯함.

도로교통법상으루 나는 세가지 다른 종류의 인간으로서 존재한다.

1. 보행자 (a pedestrian)
2. 차량운전자 (a car driver)
3. 2륜차 운전자 ( a bike rider )

근데 각각의 서로다른 자아는 실로 간사하여 자신에게 유리한 방식으로만 생각한다.

가령 보행자인 나는 길을 걷다가 차량이 접근하면, 아 싀밤 "사람나고 차났지 차나고 사람났나" 라는 생각이 든다.
그래서 모든 통행 원리는 보행자 우선이고, 차는 보행자를 보호할 의무가 있으며, 따라서 니들이 방어운전해야 한다고 생각한다.

반면, 차량운전자 인 나는 차를 무서워하지 않는 보행자를 보면, 아 싀밤 저게 뒤지고 싶어 환장했나 라는 생각이 들고, 부딪히면 아픈건 너희들이잖아, 니들이 조심하는게 결국 너희들한테 좋을것이라고 생각한다.

한편, 2륜차 운전자로서 나는, 도로교통법상으로 2륜차도 도로를 통행할 권리가 있으며, 따라서 차선(엄밀히는 차로) 하나를 확실히 점유해야한다는 생각을 한다. 그래서 차에 비해 덩치가 작은 오토바이가 도로상에서 무시당한다는 생각이 들땐, 수년간 동물의 왕국을 보면서 깨달은 자연의 섭리이자 약소동물의 비기(祕技) "몸부풀리기"를 사용한다.

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반면 차량운전자로서 나는 앞에서 오토바이가 깔짝거릴때 만큼 짜증나는 일도 없다. 걔네들한테는 룰이 없다.


그러니까 '도로위의 나'라는 존재는 마치 테란, 프로토스, 저그 처럼 서로 싸우는 세가지 종족으로 뒤죽박죽 얽혀있는 것과 같다.

이와 같이 복잡하고 모순된 자아들을 조화롭게 융화시키는 방법은 없을까?


...


...


...



응, 없다.



...

...


...


조만간 바이크를 하나 새로 사려고 하는데, 마음속에 둔 모델은 대림 VJF - i , 일명 '펄아이'라는 녀석으로, 센타에서 추천해주길래 봤는데 전면부 모습만 빼곤 새끈하다. 전면부는 영 올빼미같이 생겼어 ㅠㅠ.  그리고 분명 F차 라고 했으나, 앉아보니 허리를 쫌 숙여야 되던데, 약간 R차 같다는 느낌과, 안전장구를 덕지덕지 달고통학해야기 때문에 좀 그렇다는 생각이 들었다.

그렇다고 안전장구를 안달고 달리다가는 '차가 툭 쳐서 넘어지며 미끄러지듯이 트럭 밑으로 들어가는 2단콤보'로 골로갈수 있기 때문에, 자신의 생명을 소중히 여기는 나에겐 좀 비추인거다. 그렇다고 안전장구를 다 차고 통학하자니 '물리학도로서의 품위' 문제가 영 마음에 걸린다.


뛰어난 테크니션인 학교앞 센타의 "형님" 말씀으론 로드윈도 괜찮다고 하는데, 신차 245만원까지 주시겠단다. -_- 별로 안깎아주는거 같은데...

문제는 인터넷에 로드윈 진동이 심해서 마치 '고가의 안마의자를 장착한 오토바이'라는 얘기가 있던데, 그게 영 마음에 걸린다.

뭐 나는 80 이상으로는 달릴 생각은 없으니까 별로 문제가 안될수도 있다는 생각도 들고...



음 그래도 여러모로 생각할게 너무 많다. ...  ( 젠장, 아무것도 할 수가 없어... )

클래식 모음 1탄과 마찬가지로 대충 느낌닿는대로 6곡을 모아봤다. ( 그랬었다. )

6번째 곡이 재생이 안되는 관계로, 5곡만 올림.


퀴즈) 다음 5곡의 작곡가와 곡명을 맞춰보삼.

작곡가 - 곡명
예) 모차르트 - 피아노 협주곡 21번 2악장

축구공위의 수학자

Misc.2009. 10. 25. 01:16 |
-  허재, 농구대잔치 우승후 인터뷰

    "아들 웅이에게 한 말씀 해주시죠."
    "웅이도 나중에 자라서 무엇을 하든지 그 분야에서 일인자가 되기를 바랍니다."

                                                                                               

- 홍수환, 4전5기 역전 KO승 후 인터뷰

  " 지금 소감이 어떻습니까?"
  " 짜식이 건방져서 꼭 이길라고 했습니다."

  아아, 그렇게 일방적으로 두들겨 맞으면서도 '짜식이 건방져서' 결코 무너질수 없었단 말인가. 그래서 결국 그 '건방진 짜식'을 기어코 이겼단 말인가.

그저 짜식이 건방져서......

                                                                                                                               - 축구공위의 수학자 中



 
   
  
이미 알다시피 SAS ( 두변의 길이와 그 끼인각) 은 삼각형을 결정하는 반면에, 일반적으로 ASS ( 궁뎅이가 아니고, 두변의 길이와 끼인각이 아닌 다른 한 각) 은 삼각형을 결정하지 못한다. 그럼에도 불구하고, ASS가 주어졌을때, 주어진 값들을 잘 살펴보면 어떤 경우에는 삼각형을 유일하게 결정할 수 있는데, 언제 그렇게 되는가를 알아내는것이 바로 문제가 되겠다.


좀더 명확하게 기술하기 위해  ASS 를  A ,  S1  ,  S2  라고 쓰자.  그러면, A 는 S1 과 주어지지 않은 제3의 변 S3 사이의 각이다.
( S3 에는 아무런 제약이 없다. 즉, 임의의 길이 )


예를들어,
A=20도 ,  S1 = 10 , S2 = 5  으로 주어진 상황이라면 삼각형은 성립하나 유일하게 결정되지는 않는 반면,
A=30도 , S1 = 10 , S2 = 5  인 경우에는 유일하게 결정된다.


문제. ASS 로 부터 삼각형을 유일하게 결정하기 위한 판단조건은?
( 여기서 말하는 판단조건이란 ASS 이외에 어떤 새로운 값을 추가적으로 요구하는 것이 아니라, 주어진 ASS 로 부터, 어떻게 그것을 판단해야하는지를 알아내라는 것이다.)

틀어놓고 공부하기 괜찮은 7곡을 모아봄.

퀴즈) 다음 7곡의 작곡가와 곡명을 맞춰보삼.


작곡가 - 곡명
예) 모차르트 - 피아노 협주곡 21번 2악장


따로 듣기.




추신. 퀴즈는 블로그에 있는 것들로만 만들어졌습니다.
        모두 맞히신 댓글에 별표 ☆로 답변을 드리겠삼.

[리스닝] 아트&컬쳐

2009. 10. 8. 21:29

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이런말이 떠오른다. " 이런건 기계가 풀 문제죠? "

기계가 할 수 있는건 사람도 할 수 있다. 단지 귀찮을 따름이지.

그런데 기계적인 연습을 너무 안하면, 기계만도 못해진다.



변환할때 앞에 곱해지는 상수팩터는 한쪽으로 몰아도 되고, 루트를 씌워서 양쪽 ( 트랜스폼이랑 인버스랑 ) 에 시메트릭하게 배분해주어도 된다.

라그랑지 멀티플라이어

2009. 9. 26. 17:33

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물리학은 수학을 이용해 자연을 기술하려 하고, 당대의 수학이 자연을 기술하는데 적합하지 않을때는 심지어 새로운 수학을 도입하면서까지 애를 써왔다. 그럼에도 불구하고, 자연은 그러한 인간따위에는 애초에 관심도 없다는듯 우리의 수학을 비웃곤 한다.

아인슈타인의 꿈을 쫓는 많은 사람들이 지금도 자연 전체를 관통하는 간결한 수식을 찾고있지만, 어쩌면 뉴턴이 예전에 그랬듯이 누군가 새로운 수학을 만들어 내지 않는한, 수식은 날로 지저분해질 것 만 같다.

다행스럽게도 그나마 나름 깔끔한 분야가 바로 전자기학이다.

그 계산의 악명높음은 일단 생각하지 않기로 한다면, 그 이론적 정갈함은 실로 아름다워서, 전자기 이론 역시 물리학의 다른 분야와 마찬가지로 실험에 바탕을 두고 있다는 사실을 망각할 정도이다.


쿨롱의 법칙

전자기학을 하게되면, 첫번째 만나게 되는 법칙은 쿨롱의 법칙이다. 힘의 크기만 적어보자면 다음과 같다.

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즉, 두 전하가 서로에게 작용하는 힘의 크기가 거리의 역제곱에 비례하고, 각 전하량에 비례한다는 것을 골자로 한다. 한번더 강조하지만 이것은 실험법칙이다. 즉, 실험으로부터 추론한 "가설"인 것이다. 그리고 우리는 이것을 공리로 채택한다.

가끔 가우스법칙으로부터 쿨롱의 법칙을 유도한후에, 쿨롱의 법칙이 무조건 맞을수 밖에 없는 법칙인것처럼 말하기도 하는데, 이것은 잘못이다. 왜냐하면 가우스법칙은 flux가 보존되는 filed에 대해서만 성립하기 때문이다. 즉, 애초에 전기력이 소위 역제곱법칙이 아니라 거리에 반비례하는 힘이었다면 전기장에 대한 가우스법칙도 성립하지 않게된다.


아무튼, 쿨롱의 법칙은 비례식이므로, 비례상수에 대한 자유도가 남아있다. 일단 비례상수를 k 라고 두자.

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이제 생각해볼것은 이 비례상수 k를 어떻게 둘것인가 하는 문제이다.

처음 전자기학을 배울때, 그것도 처음으로 등장하는 법칙에서, 비례상수를  뜬금없이 k = 1/4πε0 로 두는 괴팍스러운 짓을 경험했을때, 솔직히 조금 당황스러웠다. 교과서의 말투는 마치, "이렇게 놓은 이유는 나중에 알게 될 거야" 였는데, 나는 저러한 타입의 진행을 별로 좋아하지 않는다.


자, 그럼 이제 되물어 보자. k는 반드시   1/4πε0  이어야 하는가?


k 로 놓은 상태에서 이후의 논리전개를 보면, 가우스 법칙으로 k =  1/4πε0  가 됨을 보일수 있는데, 사실 가우스법칙도 비례식이고, 특히, 솔리드앵글 한바퀴가 4π 이므로, 가우스법칙도 그냥 비례상수를 1/ε0  로 놓은것과 다름이 없다. 이런식으로 가다보면 의문은 캐패시턴스까지 가서야 해결된다.

그런데 캐패시턴스에서 비례상수로 채택한 ε0  가, 사실은 캐패시턴스에 대한 그 비례식이 근사식임을 지적함으로써, 상수로서의 입지가 상당히 애매해져버린다. 결과적으로, 가우스법칙의 비례상수로 정하기로 하고 ( 그것도 역수꼴로 ;;; ) , 캐패시턴스에서의 비례식은 근사식으로 다룬다. 이렇게 문제가 해결되지만, 꼭 이렇게 까지 지저분한짓을 해야 하나 싶다.



그런데, 사실 이문제는 전하량 q 라는 물리량을 어떻게 다룰 것인가와 본질적인 연관이 있다.  ( 이 인사이트풀한 스테이트먼트는 제원호 선생님이 수업중에 언급하신것이다. )

사실 따지고 보면, 위의 비례식은 "역학 관계식" 이다. 즉, 힘과 거리에 관한 식인것이다. 다만 역학 입장에서는, 어디서 굴러먹던 놈인지 모를  q 라는 녀석이 등장했을 뿐이고, 그것이 곧 전자기학의 시작이다.


역학적 입장에서 '혜성처럼 등장한' q를 바라보는 시각은 두가지이다.

1) 녀석은 우리 역학적 개념들과 다른 전혀 새로운 녀석인것 같아. 아예 새로운 단위를 만들어주자.

2) 아직 뭔지는 잘 모르겠지만, 그래봐야 녀석은 힘을 발생시키는 source중에 하나일 뿐이잖아.
    게다가, 힘을 발생시키는 쏘스들은 앞으로도 계속 나타날지도 모른다구.



첫번째 태도를 취하면, 우리는 전하량을 독립적인 물리량으로 다루고, 새로운 단위 쿨롱(C)을 부여한다. 이것이 바로 MKSA 단위계 (SI 단위계) 의 관점이다.

반면, 가우시안 유닛 ( cgs 유닛중에 하나이다 ) 은 두번째 태도를 취한다. 그리고 곧바로 비례상수 k = 1 (dimensionless) 이라고 놓아버린다. 아 이 얼마나 간단하고 편리한 방식인가!

따라서, 다음과 같다.

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이제 q는 더이상 독립적인 물리량이 아니다. q 를 나타내는 단위의 차원은 다음과 같이 거리와 힘에대한 단위가 되고, 이 단위를 특히 esu 또는 stat C ( stat coulomb) 라고 부른다.
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참고로, 환산관계는 1 C = 3 x 10 9  esu 이다.

즉, 요는, k는 정하기 나름이며, q의 단위도 정하기 나름인것이다. 표면적인 공식을 외우는것보다, 법칙 자체가 기술하는 "물리"가 무엇인지를 아는것이 더 중요한 이유이다.



마그네틱 쿨롱의 법칙 ( Magnetic Coulomb's law )

이번엔 자기력을 살펴보자.  자기력의 가장 간단하고 실제적인 느낌은 두자석이 당기는 힘이다. 재미있는건, 많은 교과서들이, 자기력을 이야기할 때, 전기장속을 날라가는 전하가 받는 힘이라는, 다소 실생활과 동떨어진 개념에서 시작한다는 것이다. 자기력에 대한 기록이 기원전 5,6 세기 경부터 시작하니까, 전기장 속을 날아가는 전하이야기는 역사적으로 상당히 최근의 이야기인 셈이다. 그래서 우리의 이야기는 친숙한 자석들이 밀고 당기고 하는 이야기에서 시작한다.

자석은 알다시피 N극과 S극으로 되어있고, 두극은 서로 당기고, 같은 극끼리는 서로 밀어낸다. 이때 서로 밀고 당기는 힘을 자기력이라고 한다.

전자기학의 근간을 이루는 내용중에 하나는 마그네틱 모노폴, 즉, N극, S극이 혼자 존재할수 없는 것이다. 사실 N극 S극이라는 이름 자체가 이미 모노폴적인 사고방식인데, 그렇다고 해서 N극과 S극 이라는 개념을 생각하지 못할것은 없다.

자기의 경우, 다이폴로 존재하는데, 다이폴은 두개의 반대 성질의 모노폴이 얼만큼 분극되었느냐의 개념이다.

일렉트릭 다이폴을 예로들자면, +전하와 -전하를 겹쳐놓은 상태 (중성) 에서, 서로 반대방향으로 잡아당겨져 거리 L 만큼 떨어져있는 상태라고 할 수 있다. 전하가 클수록 벌려놓기가 힘들고, 멀리 벌려져 있을수록 더 많은 에너지가 저장되어있다. 아무튼, 다이폴은 "모노폴의 크기x떨어져있는 거리" 로 정의한다.

자기의 경우도 N극을 + ,  S극을 -  로 하면 위와 마찬가지로 다룰수 있다. 그러면, 자석의 바깥영역에서 자기장은 +에서 나와 -극으로 들어가는 양태가 + -전하의 그것과 같다. 자석내부에 대해서는 일단 고려하지 말자. 우리는 그저 두개의 자석을 가지고 놀고 있을뿐이다.

이제, 각 자석의 쌍극을 충분히 멀리있도록 자석을 만들면, 서로다른 자석의 극 사이에 작용하는 힘은 역제곱법칙을 만족한다. 이를 자기력에 대한 쿨롱의 법칙 (magnetic coulomb's law)이라고 한다.

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역시, 비례상수를 써서 등식으로 바꾸자. 임의로 km 이라고 하자.

전하때와 마찬가지로, 여기서는 km 의 선택 자체가, 마그네틱 모노폴 p에 대한 정의를 나타낸다.
즉, p 의 개념을 정의하는 것으로 부터 km 을 선택하게 되고, 동시에 km 을 선택하는 것이 p를 정의하는 것이다.

참고로, 자기의 경우 전류와 직접적인 연관이 있고, 따라서 전류의 정의를 어떻게 하는가에 따라 p의 개념도 달라지는데, 실험적인 정의를 다르게 하는 것 뿐 아니라, 수식적인 정의도 다르게 할 수 있다. 가령, I = dq / dt 로 정할 수도 있지만, I =  dq / ( c dt )  로 줄수도 있다. c는 광속이다.

p의 개념의 약간의 수정을 가하면, 마찬가지로  km  도 변하게 된다. 가령, 원형고리 라든가, 솔리드앵글이라든가 하는 것들을 생각함으로써, mksa 에서,  km  이  μ0  , 4π μ0 , μ0 /4π  따위로 다양하게 선택될 수 있다.

가우시안에서는 ( 혹은 가우시안 중의 한 종류에서는... ) km = 1 로 놓음으로써, p 와 q 의 차원이 같게 만든다.

( 참고로,  km 는  p 의 정의에 따라 달라지기는 하지만,  암페어 미터를 사용한 초이스에 대해,  km = k2 α2 이다. 여기서 k2 는 암페어 법칙의 비례상수이다. k2 = k/c2 임을 유도할 수 있다. α 에 대해서는 잠시후에 설명한다. 자세한것은 Jackson전자기학 참조 )

아무튼 가우시안에서는  km = 1 로 놓음으로써, p 와 q 의 차원이 같아지고, F/q = E , F/p = B 와 같은 정의를 도입하면, E와 B가 같은 차원을 갖게 만들수 있다.



mksa 단위계에 살펴보기 위해, 물리법칙으로 "마그네틱 다이폴은 전류고리에 비례한다" 를 사용하자.
전류고리와 마그네틱 다이폴 사이의 비례상수를 α 라고 놓자.
mksa 에서는 α 를 간단히 1 로 놓고, 가우시안에서는  α = c 로 놓는다.

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즉, mksa에서는, 가우시안 단위계와는 달리,  p의 차원이 q의 차원에 속도차원이 곱해진다.

일반적으로는, 마그네틱 모노폴 p 에 대해,  [p] = [v/α] [q]   이다.    여기서, [v]는 velocity 차원을 나타내고, [v] = [L] / [T]  이다.
따라서 E 와 B 에 대해서는,   [B] = [ α / v ] [E]  가 된다.

아무튼, 이제, MKSA에서 전기장과 자기장의 차원을 분석해보면...


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즉, MKSA 단위계에서, 자기장의 차원은 전기장의 차원을 속도로 나눈 차원이 된다. 실제로, SI 시스템으로, 진공중에 맥스웰 방정식을 풀면, 전자기파에서 E와 B의 관계는 B = E/c 이다. (c는 진공중 광속)


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참고로, 몇몇의 나름 스탠다드한 단위계들에 대해서 각 비례상수의 셋팅을 살펴보자.

그전에 각 계수들에 다음과 쓰기로하자.

electric coulomb's law 에 쓰인 비례상수 k 를 k1 이라고 하고,
magnetic coulomb's law 에 쓰인 비례상수를 km 이라고 하자.
암페어 법칙에 사용되는 비례상수를 k2  라고 하자. ( 실제 암페어 식에서 2 k로 나타내어지는데, 앞에 따로빼낸 2는 무한직선 도선의 적분과정에서 튀어나온다.)
이것은 k1 / c2 과 같다.

마그네틱 다이폴과 전류고리사이에 비례상수를 α ( Ampere's law 의 단위길이당 자기력 f 에서 B를 정의할때의 비례상수와 같다.)
이것은 로렌츠포스에 대한 펙터에서 역수로 작용한다.

또한 마그네틱 다이폴과 전류고리 사이의 비례상수는 패러데이식과도 관련이 있다.
패러데이 식의 비례상수를 -k3 라고 하면, k3 는 α 의 역수임을 보일 수 있다. 또한, km 은 k2 α 2 이다.



위에 나온 cgs 단위계들의 특징은 다음과 같다.

1.  esu  단위계에서는 쿨롱상수 k1  을 1 로 놓는다. α 도 1로 놓는다.

2.  emu 단위계에서는 k2 를 1로 놓고, α 도 1 로 놓음으로써, 마그네틱 쿨롱상수 km  을  1로 놓는다.

3.  가우시안 단위계에서는 esu 와 마찬가지로 k1  을 1 로 놓는데, 대신 α 를 c 로 놓는것이 다르다. 이로써, 두가지 쿨롱상수 k1 과 km  을 모두 1로 놓는다.

4.  헤비사이드-로렌츠 단위계는 가우시안에서  k1 과 k2  를 4π 로 나눈다. α 는 그대로 둔다.


rank가 2인 covariant tensor를 Vij 라고 할 때, covariant derivative 가 다음과 같이 됨을 증명하라.

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( 단, Γ 는 2종 Christoffel symbol , 중복첨자 d 는 서메이션임)

쉬운 행렬 문제

Quizes2009. 9. 20. 01:56 |

애들을 가르치다 보면 가끔 느끼는 게, 얘네들 수학책이 은근 사기를 많이 친다는 거다. 내용이 틀린건 아니지만, 논리적으로 빵꾸난 부분을 고의적으로 숨기는 것이다.


물론, 의도는 이해하지만, 그래도 상황이 어떻게 돌아가는건지 얘기를 해주는 것이 수학책으로서의 자존심이 아닌가생각된다.


실례를 들어보자.


역행렬의 정의는 다음과 같다.
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어떠한 n차 정사각행렬 A 에 대하여,
AX = XA = I 가 되는 n차 정사각행렬 X를 A의 역행렬 이라고 한다.
-------------------------------------------------------------------------

그런데 대부분의 책에서, 이후에 전개되는 내용을 보면, AB = I 이기만 하면, 은근슬쩍 B를 A의 역행렬이라고 하고 문제를 푼다.


사실 여기에 숨겨진 내용은 다음의 질문이다.

-------------------------------------------------------------------------
두 n차 정사각행렬 A, B 에 대해,  AB = I  이면 BA = I  인가?
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당신은 이것을 증명할 수 있는가?


실제로 옛날에 몇사람에게 물어적이 있는데, 대부분은 당연히 증명할수 있다는 반응을 보였고, 그럼에도 내가 바보같이, 왜? 라고 묻자. 식은죽 먹기라는 듯이, B를 A의 역행렬이라고 쓰더니 A 앞에다가 곱해서 I 가 된다고 증명을 마치기 일쑤였다.


푸헐... 그러나 그것은 내가 물어본것을 고대로 " 이름만 바꿔서" 다시 말한것과 다르지 않다.


사실 위의 질문은 역행렬을 정의하기 이전에 먼저 할 수 있는 질문이다. 즉, 역행렬을 전혀 안배운 사람에게도, 행렬의 곱과 단위행렬만 알고있는 사람이라면, 충분히 낼 수 있는 문제인 것이다.


따라서, B가 A의 역행렬이니까... 로 시작하는 증명은 이미 핀트가 벗어났다고 할 수 있다. 위의 질문의 참거짓을 증명해야 그다음부터 AB = I 이면, 당연히 AB = BA = I 가 되어, 역행렬이다 라고 얘기를 할 수 있는 거니까...



열 마디 말보단, 일단 증명부터 해보자.


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내껀 표지가 이거랑 다른데, 아무튼 이거밖에 사진을 못구해서 이거로 올린다. 내껀 표지에 Ψ 가 커다랗게 그려진 촌티나는 디자인의 책.

전에 준규리 샘의 역학 강의를 듣다가 , " 아... 도대체 뭐라고 하시는거야... 들리지가 않아... " , "왜 칠판은 몸으로 가리고 쓰시지... 보이지가 않아..."  했던 적이 있었다.

암튼 그때 받은 인상은 " 아.. 또한명의 멈블링 지니어스  인가... ㅠㅠ" 였는데, 나같은 범인은 도무지 이해할수없는 스타일의 강의였다. 얼마후 드랍을 하려고 교수님 연구실로 찾아갔다가 혼나면서 드랍을 했었지...


아무튼 서점에서 오며가며 준규리의 양자책을 흘끗흘끗 스쳐지나가긴 했는데, 일단은 표지가 심하게 촌스러웠고, 거기다가 선입견 ( 준규리는 머머링 지니어스다 ) 때문에, 단한번도 펴본적이 없었다.


그러다가, 그리피스 양자의 포말리즘에 대한 불만이 쌓이고 싸여 답답해 하던차에, 이책의 포말리즘을 보게 되었는데, 실로 명쾌하고 가슴이 뻥 뚤리는것 같았다.


그때 부터 준규리 님에 대한 존경이 싹트기 시작하여, 그뒤로는 허경영처럼 후광도 나시더라.

아무튼, 이책은 그리피스 처럼 좀 쉬운책을 보다가 애매하고 답답한 부분이 있을때 필요한 부분 찾아보면 큰 도움이 될 것 같다. 마음같아서는 이책으로 쫙 보고 싶지만, 진도도 그렇고...


p.s: 송희성 샘꺼 양자역학 새판이 이번에 나오는데, 이전에 나온게 원고를 원고지에 써서 책을 낸거라, 타이핑 쳐놓은게 없어서, 이번에 이전판 책을 스캔해서 한글로 변환했다고 한다. 근데 그게 인식률이 좀 떨어져서 오탈자가 많다고... 한참 기다렸다가 한 3쇄 4쇄 쯤 사는게 좋을듯...

양자역학 서적 ( 아마도 몇 권은 봐야 할 것이다. ) 을 독학으로 공부한 후, 내가 궁금해 하는 것들에 대해 모순되지 않게 답해줄수 있다면, 나는 당신을 진정한 천재라고 부르겠다. ( 여기서, 양자역학을 이해한 사람은 없다며 귀동냥을 내뱉지는 말자. 나는 지금 텍스트북에 대한 이야기를 하고 있다. )

 상대론이 가장 많은 소설을 만들어내는 분야라면, 양자역학은 가장 많은 오개념을 양산해내는 분야이다. 물론 그것이 양자역학의 잘못은 아니다. 양자역학을 그렇게 만든 사람의 잘못이거나, 그렇게 가르친 사람 혹은 그렇게 이해한 사람의 잘못이다. 아마도 나를 포함한 대부분의 보통 사람들은 그것으로부터 자유롭지 않을 것이다. 책임은 우리에게 있다.


물론, 오개념도 필요한 녀석이다. 그러나 그건 오개념이 언젠간 바로잡힌다는 전제위에서만 그렇다. 나는 오개념이 바로잡히는 순간에 학문적 쾌락을 맛보는 경우가 많다. 그런의미에서 나에게 오개념은 오히려 학문적 원동력을 위한 필수 코스와 같은 것이다. 그러면서도 항상 반드시 풀어야 할 골칫거리이기도 하다.

경험에 비추어볼때, 오개념을 바로잡는 가장 좋은 방법은 여러사람들과 의견을 교환하는 것이다. 최석봉선생님의 말마따나 이것은 소위 명문대에 가는 이유이기도 하다. 우수한 사람들과 토론하며 의견을 나누는 것은 특권이다. ( 같은 주제에 대한 여러권의 책을 읽는것도 좋다. )

선생님은 학부때 정원이 너무 적어서, 학우들과 토론하고 의견 교환하는데에 어려움이 많으셨다나? 덕분에 미국 유학때에 미국학생들에게 개념 싸움에서 처절하게 짓밟히셨다고...

돌아보니, 나야말로 오개념 덩어리인데 어디가서 마치 무언가 아는 것처럼 떠드는 것이 새삼 부끄럽다.
 
추신,변명) 침묵은 병을 키우고, 병은 소문내야 된다고. 여기저기서 나의 병을 떠들지 않으면, 고치는 것이 쉽지 않으니 이또한 딜레마라 하겠다.

언락커(unlocker) 1.8.7

COM2009. 8. 28. 23:47 |

전부터 유용하게 쓰던녀석... 이거 오래된거라 최신버전은 아닐듯.

v3 라이트 lite

COM2009. 8. 28. 23:44 |

v3 플래티넘을 버리고 결국 다시 이렇게 v3 라이트로... 


페이지 열때마다 콩알만한게 달려있는게 거슬리는 성격이라면, 싸이트가드는 설치하지 않는게 나을듯.



f(z)의 싱귤러 포인츠가 유한개이고, 컨투어가 그것들을 모두 감싸고 있을때, 레지두 정리는 각각의 싱귤러 포인트에서 레지두를 구할것을 요구한다.

하지만, f(z)를 약간 변형해서, 레지두 한개로 적분을 계산하는 방법이 있다.


싱귤러 포인트가 유한개이므로, 그것을 감싼 컨투어 C 는 바운디드 되어있고, 따라서, 원점에서 충분한 반경 r 에 의해 C 를 포함하는 원 Cr 을 생각할 수 있다. 그러면, 코시-구르사 정리에 의해, C 에 대한 적분이나, Cr 에 대한 적분이나 같다.


f(z) 가 ,  r < |z| < ∞   에서 어낼러틱하므로, 그것을 수렴영역으로 하는 중심 0 의 로렌트 시리즈가 존재한다. 그리고 항별적분하면 다음과 같이 된다.



그런데 살아남은 -1 차항의 계수는 0 에서의 레지두가 아니다. 우선 0 이 싱귤러 포인트인지 아닌지도 모르고, 게다가 수렴영역이 0 만 구멍이 뚤린 punctured disk 가 아니기 때문이다.


이제 , f(z) 에서 z 대신 1/z 을 대입하고, 전체를 z2 으로 나누면, z = 0 은 싱귤러 포인트가 되고 ( 물론, 리무버블이 되면, 테일러가 된다 ) , 변형된 함수의 0 을 중심으로 한 로렌트 전개의 수렴영역도 0 만 구멍난 punctured disk 가 된다. 게다가, 같은 계수가 여전히 -1 차 항의 계수가 된다.




즉,  r < |z|  < ∞   을 수렴영역으로 해서 , f(z) 의 로렌트 시리즈의 -1 차 항의 계수는 , f(1/z) / z2  의 0 에서의 레지두 인것이다.


또한, 그것은 결과적으로, f(z) 가 유한개의 싱귤러 포인트를 갖을때, 모든 레지두를 더한 값과 같다.




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예제를 풀어보자.
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이 함수를 적분하는데, 컨투어가 싱귤러 포인트 0 과 1 을 모두 감싼다고 하자. 그러면 레지두값을 모두 더한 값은 아래와 같이 구할수 있다. 특히, 분모가 0 에서 싱글 제로를 갖으므로, 분모와 분자를 잘 설정하면, 분모를 미분해서 날려버리고, 분자에 z=0 을 대입함으로써 레지두값이 나온다. 그러므로 적분값도 구해진다.


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제로(zero) 는 복소함수를 0 으로 만드는 점들을 말한다. 번역은 영점이라고 하는듯. 폴(pole) 은 극점이라고 하고...


아무튼, 제로에도 오더를 주는데, 대충 중복도의 느낌으로... ( z - z0 )  이런 때의 제로 z0 를 오더를 1 이라고 한다면, ( z - z0 )m  으로 m 번 중복된 제로 z0 를 오더 m 으로 생각하는 식이다.


같은 맥락인데, 함수가 어낼러틱해서 미분이 가능할때, 제로 오브 오더 m 을 다음과 같이 정의한다.

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오더가 1 일때, 심플 제로 라는 표현을 쓰기도 하는데.. 잘 쓰지는 않는듯.


폴 오브 오더 m 에서 어낼러틱 펑션 나누기 ( z - z0 )m  에 대한 정리에 대응하는 , 제로에 대한 정리가 있는데, 어낼러틱 펑션 곱하기 ( z - z0 )m 으로 쓰는 방법이다.
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( Φ(z) 는 z0 에서 어낼러틱  )


증명은 => 방향과 <= 방향을 따로하자.


우선 => 방향.

f 가 z0 에서 어낼러틱하므로 z0 를 중심으로 테일러 전개하고, z0 에서 제로 오브 오더 m 을 갖으므로, f 에 z0 를 넣은것, f' 에 z0 를 넣은것, f'' 에 z0 를 넣은것 , ... , m-1 번 미분한것 까지 z0 를 넣으면 0 이 되는데, 이것은 m-1 승 텀에 대응하는 테일러 계수까지 모두 0 이 됨을 의미한다. 대신 그다음 테일러 계수는 0 이 아니다.

그러므로 남는 텀들은 모두 ( z - z0  )m  이상의 항들이므로, 그것으로 묶어낼수가 있다. 묶어내고 남은 시리즈는 어낼러틱 펑션이고, 거기에 z0 를 넣었을때 0 이 안되고 살아남는 상수텀이 아까 그 0 아니었던 테일러계수임.


<= 방향은... 계속 미분하면서 z0  를 대입하면 계속 0 이다가, m 번 미분해야 비로소 0 이 아니게 됨.


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예를 들어, f(z)  =  z ( e z  - 1  ) 라고 하면...

f(0 ) =  0  이고, 한번 미분한다음 0 을 대입해도 0 이고, 두번미분하고 0 을 넣으면 0 이 아니다. 그래서 f(z) 는 0 에서 오더 2 의 제로를 갖는다. 따라서 위 정리에 의해 z2 곱하기 어낼러틱 펑션의 곱으로 써져야 하므로, z2 을 앞으로 빼내면, Φ(z) = ( e z  - 1  ) / z  가 남는다. 그러나 이렇게 쓰면 z = 0 에서 정의되지 않고, Φ(z) 를 0 에서는 1 이 되도록 정의해주면 0 에서도 어낼러틱해진다.



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이번에는 제로 오브 오더 m 을 갖는 함수를 분모로 보내서, 폴 오브 오더 m 을 갖게 하는 것에 대해서 살펴보자.

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어찌보면 매우 당연한 내용인데, 분자가 zo 에서 0 이 안되도록 셋팅해놓은 이유는 그렇게 되면, 폴의 오더를 깎아먹기 때문이다.

앞의 정리를 그대로 쓰고, 그걸로 나누면 되므로, 증명은 생략한다.



아무튼, g(z) / f(z) 가 폴 오브 오더 m 을 갖으므로, 이것은 다시 어낼러틱 펑션을 분자에 두고, ( z - z0 )m 을 분모에 두는 형태로 써진다.


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이제, 여기에 다시 Residue at pole 에 대한 정리를 쓸 수 있다.


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이것은 매우 번거롭고 지저분한 공식으로 실제적인 쓸모는 별로 없고, 분모식의 제로의 오더가 1 일 때, 굳이 부르자면 심플 제로일때, 상당히 프랙티컬한 공식을 얻을 수 있다.


f(z) 제로 z0 가 심플 제로라서,  g(z)/f(z) 가 심플 폴을 갖는다면, 아래와 같이 될 것이다.
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이때, 제로의 오더가 1 이므로,   f(z) 와 h(z) 의 관계는 단지 (z - z0 ) 가 곱해진 차이밖에 없으므로, 양변을 미분하고 z0  를 대입하면, 다음과 같은 공식을 얻을 수 있다.

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주의: 마지막 공식은 분모가 z0 에서 심플 제로를 갖을때만 사용할 수 있다.


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예제를 풀어보자.

문제. cot z 를 반경 4 이고 중심이 원점인 원위에서 적분해라. ( 반시계방향 )

풀이.
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컨투어 안에 들어간 싱귤러 포인트가 3개 이므로, 각각에서의 Residue 값을 구해서, 더하고, 2 π i 를 곱하면 된다. 그러므로, 레지두 구하는게 우선인데, 싱귤러 포인트들이 모두 심플 폴 들이다. 따라서 앞에서의 공식으로 레지두를 간단히 구할 수 있고, 그리고 나서 레지두 띠어럼을 쓰면 적분값을 쉽게 구할 수 있다.


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자, 이제 tan z 를 반지름 2 이고 중심이 원점인 원 ( 반시계방향 ) 위에서의 적분값은 암산으로도 구할 수 있다.

암산으로 구해보자면...

tan = sin / cos 이고, 컨투어 안에 들어가는 싱귤러 포인트는 π/2 , -π/2 로 두개이다. 각각 분모의 심플 제로이고, 따라서 분모미분하고, 분모분자에 그값들 집어넣으면 각각의 점에서 레지두값이 나오는데, 분모 미분하면 - sin z 이므로, 레지두값은 항상 -1 이다.

컨투어 안에 들어간게 2개 라고 했으므로, 2πi * ( -2 ) = - 4 π i  가 된다.