Interactive Calculus

변화율과 누적,
두 개의 눈으로 보는 세계

자동차의 속도계는 위치의 변화율을, 주행 거리계는 속도의 누적을 보여 줍니다. 미적분은 이 두 계기판이 사실 하나의 기계라는 발견입니다. CalculusBook은 대학 미적분 1년 — 극한에서 벡터 미적분까지 — 을 그래프로 보고, 손으로 계산하고, 공학에서 쓰이는 곳까지 잇습니다. 모든 장에 접선을 끌고 직사각형을 쌓으면 바로 반응하는 시뮬레이터가 있습니다.

5부 16장 + 용어집시뮬레이터 120여 개손으로 푸는 예제공대 1학년
점 x를 끌어 보세요. 접선의 기울기가 f′(x), 칠해진 넓이가 ∫f입니다

이 책의 지도

미적분의 큰 줄기는 하나입니다. 극한으로 "한없이 가까이"를 정확히 말하는 법을 세우고, 그 위에 순간의 변화율인 미분과 쌓인 양인 적분을 짓습니다. 두 연산이 서로의 역이라는 미적분의 기본 정리가 책의 한가운데에 있고, 함수를 다항식으로 바꾸는 급수와 여러 변수로 넓힌 다변수·벡터 미적분이 그 뒤를 잇습니다.

제1부 · CH.01–02

극한과 연속

확대경으로 보는 극한, 극한 법칙과 조임 정리, ε–δ, 연속성과 중간값 정리. 미적분의 언어.

제2부 · CH.03–06

미분

할선에서 접선으로, 미분 법칙과 연쇄 법칙, 평균값 정리와 그래프, 최적화와 선형 근사, 뉴턴 방법.

제3부 · CH.07–10

적분

리만 합과 정적분, 미적분의 기본 정리, 치환·부분 적분과 이상 적분, 넓이·부피·일·질량 중심.

제4부 · CH.11–12

무한급수

수렴 판정법, 거듭제곱 급수, 테일러 다항식과 오차, 오일러 공식. 계산기가 sin을 구하는 법.

제5부 · CH.13–16

다변수 미적분

편미분과 접평면, 그래디언트와 라그랑주 승수, 중적분과 야코비안, 선적분과 그린·스토크스·발산 정리.

대표 실험

수식을 읽기 전에 먼저 만져 보세요. 각 실험은 해당 장의 그 장면으로 이어집니다.

CH.01 · 극한ε를 주면 δ를 찾아라ε 띠를 좁힐 때마다 δ를 골라 그래프가 띠 밖으로 나가지 않게 막는 극한의 정의 게임. CH.02 · 연속성반으로 자르며 근 찾기부호가 바뀌는 구간을 한 단계씩 절반으로 줄이며 오차 한계가 2⁻ⁿ로 줄어드는 것을 봅니다. CH.03 · 도함수할선이 접선이 되는 순간두 점을 끌어 붙이면 할선의 기울기가 순간 변화율 f′(a)로 다가갑니다. CH.03 · 도함수확대하면 곡선은 직선이 된다매끄러운 곡선은 1만 배 확대하면 직선이 되지만 |x|의 뾰족점은 끝까지 꺾여 있습니다. CH.04 · 연쇄 법칙과 초월 함수연쇄 법칙은 배율의 곱x → u → y 세 수직선에서 작은 구간이 g′와 f′만큼 차례로 늘어납니다. CH.04 · 연쇄 법칙과 초월 함수미끄러지는 사다리바닥을 일정하게 끌어도 사다리 꼭대기는 점점 빠르게 떨어집니다. 관련 변화율. CH.05 · 평균값 정리와 그래프구간 단속 카메라의 수학평균 속도가 제한을 넘으면 어느 순간 반드시 과속했다는 평균값 정리를 주행 기록으로 확인합니다. CH.06 · 최적화와 근사빛은 가장 빠른 길로 간다물에 들어가는 지점을 끌며 도착 시간이 최소인 곳에서 스넬 법칙이 성립하는 것을 봅니다. CH.06 · 최적화와 근사뉴턴 방법 한 걸음씩접선을 따라 x축으로 내려가며 근에 빠르게 수렴하는 경우와 진동·발산하는 경우를 비교합니다. CH.07 · 정적분직사각형을 쌓아 넓이로n을 키우며 왼쪽·오른쪽·중점 리만 합이 정적분으로 모여드는 것을 봅니다. CH.08 · 미적분의 기본 정리넓이 함수의 기울기는 ff를 끌어 바꾸면 누적 함수 A(x)가 다시 그려지고, A의 접선 기울기가 언제나 f(x)입니다. CH.09 · 적분 기법사다리꼴과 심프슨, 누가 더 정확할까n을 두 배로 할 때 오차가 4배, 16배 줄어드는 것을 로그 그래프로 확인합니다. CH.10 · 적분의 응용와셔를 쌓아 회전체 만들기곡선을 축 둘레로 돌려 얇은 와셔를 쌓으며 부피 적분을 3차원으로 봅니다. CH.11 · 수열과 급수끝없이 자라는 조화 급수항은 0으로 가는데 부분합은 ln n처럼 영원히 커지는 것을 1억 항까지 따라갑니다. CH.12 · 테일러 전개다항식으로 sin을 흉내 내기차수를 올리면 테일러 다항식이 점점 넓은 구간에서 원래 함수에 달라붙습니다. CH.12 · 테일러 전개e^(iθ)는 단위원 위를 돈다급수의 항을 화살표로 이어 붙이면 단위원 위의 한 점으로 감겨 들어갑니다. CH.13 · 다변수 함수와 편미분곡면과 등고선곡면을 돌려 보고 높이 z = c로 자른 단면이 등고선 지도가 되는 것을 봅니다. CH.14 · 기울기 벡터와 최적화등고선이 제약 곡선에 접하는 곳제약 곡선을 따라 점을 끌면 ∇f와 ∇g가 나란해지는 곳에서 최댓값이 나옵니다. CH.14 · 기울기 벡터와 최적화학습률을 바꾼 경사 하강법학습률이 작으면 기어가고, 크면 튀어 나갑니다. 그릇 모양과 수렴 속도의 관계. CH.15 · 중적분e^(−x²)의 넓이는 왜 √π인가원판과 정사각형 사이에 끼워 이중 적분이 π로 수렴하는 것을 봅니다. CH.16 · 벡터 미적분벡터장 위를 흐르는 입자수백 개의 입자를 흘려 소용돌이·발원·중력장의 모양을 눈으로 읽습니다. CH.16 · 벡터 미적분비눗막을 부풀려도 플럭스는 그대로같은 원을 경계로 한 곡면을 부풀려도 회전의 플럭스가 변하지 않는 스토크스 정리.

이런 오해, 한 번쯤 해 보셨죠?

이 책을 읽고 나면 아래 문장들이 왜 틀렸는지 설명할 수 있게 됩니다.

극한값은 그 점에서의 함숫값이다극한은 그 점에 다가갈 때의 값입니다. 함숫값이 없거나 전혀 달라도 극한은 있을 수 있고, 둘이 같을 때를 연속이라 부릅니다. 1장 →
연속이면 미분할 수 있다|x|는 0에서 끊기지 않지만 뾰족해서 접선이 하나로 정해지지 않습니다. 미분 가능성은 연속보다 강한 조건입니다. 3장 →
적분은 넓이 구하는 요령이다적분은 거리·전하·일·확률처럼 "잘게 나눠 곱하고 더한" 모든 양입니다. 넓이는 그중 그리기 쉬운 한 가지일 뿐입니다. 7장 →
항이 0으로 가면 급수는 수렴한다1 + 1/2 + 1/3 + …은 항이 0으로 가는데도 끝없이 커집니다. 항이 0으로 가는 것은 수렴의 필요조건일 뿐입니다. 11장 →

챕터

앞에서부터 차례로 읽기를 권합니다. 모든 장에 직접 조작하는 시뮬레이터와 손으로 푸는 예제, 확인 퀴즈가 있고, 마지막 장에서 책 전체를 종합 퀴즈로 점검합니다.

추천 학습 경로

목적에 맞게 골라 읽으세요.

처음 배우는 미적분

한 학기 일변수 미적분 강의 순서 그대로. 극한에서 기본 정리까지.

공학 계산이 목적이에요

근사와 오차, 수치 적분, 급수로 함수 계산하기.

데이터·머신러닝으로 가요

그래디언트와 경사 하강법, 라그랑주 승수, 가우스 적분과 확률.

전자기·유체로 가요

벡터장, 선적분과 면적분, 발산과 회전, 맥스웰 방정식의 언어.

함께 읽으면 좋은 책

같은 서가의 다른 책에서 미적분이 쓰이는 장면을 만날 수 있습니다.

MathBook — 문제에서 출발하는 수학

제논의 역설과 복리, 급수와 근사를 공학 문제에서 먼저 만납니다.

LinearBook — 선형대수

헤세 행렬과 이차 형식, 야코비안의 행렬식, 미분 연산자의 행렬.

확률과 통계

확률 밀도는 적분으로, 기댓값과 분산은 적분의 응용으로 읽힙니다.

수학 서가

미분방정식, 수치해석 교과서도 준비하고 있습니다.