1강 이해하는 미적분 수업계획서
2강 수학의 정신
3강 무한대 개념의 등장
4강 미적분은 변화를 다룬다
5강 미분의 기본 아이디어
6강 밭의 넓이를 최대로 만드는 방법
7강 무한대 즐기기
8강 미분에서 적분으로
9강 무한급수로 상자 쌓기
10강 무한급수로 적분하기
11강 미적분과 역학의 관계
12강 뉴턴과 프린키피아
13강 라이프니츠가 선수를 치다
14강 기호의 중요성
15강 누가 미적분을 발명했을까?
16강 진동하는 사인과 코사인
17강 라이프니츠의 무한급수
18강 미적분, 공격을 받다
19강 오일러의 미분방정식
20강 미분방정식과 물리세계
21강 최단강하곡선을 찾아서
22강 e라는 미스터리한 수
23강 무한급수 만드는 법
24강 허수와 유체역학
25강 무한대를 주의하라
26강 극한이란 정확히 무엇인가?
27강 자연의 방정식
28강 미적분에서 카오스이론까지
역사를 통해 미적분을 이해하다
미적분은 어느 날 하늘에서 갑자기 떨어진 것이 아니다. 기원전 220년경 무한대 개념을 최초로 활용한 아르키메데스, 좌표기하학을 만든 데카르트, 페르마, 무한대 기호를 최초로 도입하고 적극적으로 활용한 월리스와 같은 수학자의 연구 결과가 미적분학 연구의 기초가 되었다. 뉴턴과 라이프니츠는 이런 서로 관련 없어 보이는 수많은 연구 결과를 미적분의 개념과 법칙으로 정리한 사람이었다. 오늘날 수학의 역사를 연구한 수학자 대부분은 뉴턴과 라이프니츠가 서로 독립적이며 다른 방식으로 미적분학을 만들었다고 생각한다. 저자는 이 역사적 과정을 추적하며 미적분의 토대가 되는 개념들이 어떻게 등장하고 통합되어 미적분으로 이어졌는지를 그린다. 독자는 이 과정을 통해 극한, 무한급수, 무한소 등의 개념이 미적분과 어떤 관계를 갖는지 이해할 수 있을 것이다.
미적분은 자연을 이해하기 위한 핵심 수단이다
1666년 아이작 뉴턴은 여름 정원의 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 중력 이론을 발견했다고 전해진다. 실제 여러 과정이 지나치게 축소되었겠지만 이 이야기야말로 미적분을 소개하기에 아주 적당하다. 사과는 떨어지면서 속력이 점점 빨라지는 운동을 하는데, 미적분을 이용하면 아주 쉽게 중력가속도를 구할 수 있기 때문이다. 자연계는 변화로 둘러싸여 있기에 미적분학의 등장은 수학과 과학에서 커다란 돌파구였다.
당시 중력이 1/r2에 비례한다는 중력의 역제곱 법칙은 런던의 수학자와 과학자에게는 차를 마시며 논쟁하는 단골 주제였다. 이 논쟁은 훗날 뉴턴이 타원 궤도를 도는 행성과 태양의 관계를 증명한 뒤에야 정리되었다. 뉴턴의 원고를 보면 뉴턴이 증명을 위해 기하학적인 방법을 사용한 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않았다. 뉴턴은 중력의 역제곱 법칙을 증명하는 데 극한을 가정하는 미적분학의 핵심 아이디어를 증명 과정에서 매우 중요하게 사용했다.
이렇듯 미적분은 단순한 수학적 필요에 의해서 등장하지 않았다. 변화를 다룰 수 있는 미적분은 변화
