수학2008. 7. 13. 18:28

사용자 삽입 이미지

어떤배가 짐을 싣고 시속 7km로 남에서 북으로 흐르는 강을 동쪽으로 건너고 있다. 근데 목적지로 바로가던 배는 도착지보다 북쪽으로 좀 떨어져서 도착한다. 이유는 강물의 속도가 북쪽으로 배를 밀어내고 있기 때문이다. 이 강물의 세기를 알고 싶다. 이 현상에는 3개의 속도벡터가 등장한다.
첫 째는 배의 예정된 경로를 나타내는 Vb로서 정확히 동쪽으로 향하고, 두 번째는 강의 흐르는 속도 Vr인데 이것은 정확히 북쪽을 향한다. 마지막으로는 실제 배의 경로를 나타내는 벡터이다.

사용자 삽입 이미지

그렇다면 시간당 흐르는 강물의 속도는 얼마일까? 우선 밑변은 시속 7km이므로(한시간이건 10시간이 지나건 삼각형의 비율은 변하지 않으므로 밑변의 크기를 1시간 기준으로 그냥 7로 정의) 배의 가고자하는 벡터 Vb = 7로 정의한다.
tan(35) = Vr/Vb 이므로 Vr에 관하여 식을 정리하면 Vr = Vb * tan(35)이고 tan(35)는 0.7002이므로
Vr = 7 * 0.7002 = 4.9 따라서 강물은 시속 4.9km 속력으로 북쪽으로 향하고 있다.





Posted by 버터백통
수학2008. 7. 13. 18:28

속도는 어떠한 물체가 어떠한 속력(힘)으로 움직이는 운동상태에 방향(변위)가 추가된 것이다. (참고 : 속도와가속도) 속도를 알기 위한 성분으로는 동서남북과 같은 또는 x축 y축과 같은 이동하는 방향에 따른 기준이 될 수 있는 속도벡터를 가지고 계산할 수 있다.
* 속도벡터 : 운동하고 있는 물체의 각 시점에서의 순간 속도에 비례하는 길이를 갖고, 운동하는 방향과 나란하게 그은 벡터.

가령 북쪽으로 시속10키로로 향하고 동쪽으로 시속 10키로로 이동하는 물체가 있다고 할 때 북쪽으로 이동하는 성분과 동쪽으로 이동하는 성분의 크기를 가지고 북동쪽으로 이동하는 선을 속도벡터라고 하고 시간과 거리를 삼각법으로 구할 수 있다.

기지에서 드랍쉽이 출발하여 공장에 탱크들을 태우러 가야한다. 탱크공장은 기지에서 동쪽으로 3000키로미터 떨어져 있고 지도상의 각도는 북쪽으로 30도 에 있을때 비행선이 공장으로 시속 100km씩 직선 이동하면 몇 시간후에 도착할까?

사용자 삽입 이미지

이 값을 구하기 위한 값은 거의 다 나와있는 것 같다. 기지로부터 공장까지의 직선 각도는 30도이고 공장의 위치는 직각좌표계로 보자면 x = 3000인 셈이다. 따라서 밑변의 값과 각도를 알고 있음므로 cos에 관하여 식을 세워보면, cos(30) = 시간당 동쪽벡터/빗변(시간당 이동거리)의 비율이므로 현재 이동할 총 거리는 몰라도 시속 100km를 대입하여 한시간 동안의 이동 거리를 정리하면 동쪽으로 1시간 동안 이동하는 거리 = cos(30) * 100km 이고 cos(30)은 0.8660이다. 따라서 동쪽으로 비행선은 시속 86.6km씩 움직이고,
(동쪽 총 거리 3000) / (시간당 움직이는 동쪽거리86.6) 으로 하면 34.64시간 후에 공장에 도달하게 된다...사실 이렇게 늦게 도착하면 게임에서 지겠네요...


* 속도성분
일단 두 방향을 정하고 각각을 x방향 , y방향이라고 한다.(에를 들어 위의 경우처럼 x는 동쪽 , y는 북쪽으로 정하고 두방향은 반드시 직각이여야 한다.) 그리고 v가 아무 방향의 속도라고할 때 x성분과 y성분은 각각 다음의 공식으로 계산 할 수 있다.
Vx = V * cos(각도)
Vy = V * sin(각도)

사용자 삽입 이미지

[ 속도성분 계산식 ]

Posted by 버터백통
수학2008. 7. 9. 23:35

직각좌표계는 AS에서 많이 사용하는 좌표계입니다...특히 matrix같은 경우에 각각의 꼭지점에 행렬을 사용하여  x,y의 좌표점을 구합니다. 우선 matrix는 나중에 flex나 cookbook에 정리해 놓겠습니다~ 기본적인 삼각함수를 이용한 좌표구하기를 살펴보면 앞서 sin , cos , tan의 비율에 대하여 잠깐 살펴보았습니다.
그러면 직각좌표계에서의 식을 살펴 보도록 합니다.

사용자 삽입 이미지
위의 그림처럼 어떠한 점 p1의 x좌표를 구하고 싶을 때 알아야 할 값은 a값 입니다. 또 p1의 y좌표를 구하고 싶을 때는 b의 크기를 구해야 합니다. 즉 x = a , y = b라고 할 수 있습니다.
sin의 비율은  = 높이(b) / 빗면(c)입니다.  이 식을 b에 관하여 변형을 하면 높이(b) = sin(각도)*빗면(c)됩니다.
cos의 비율은 = 밑변(a) / 빗변(c)이므로 a에 관하여 변형하면 밑면(a) = cos(각도)*빗면(c)가 됩니다.
물론 각도를 알거나 대입할 경우에 성립이 가능합니다.

문제)
각도 30도 , 밑변 50 일때 높이와 빗변은 얼마일까요?
답: 높이 50/루트3 , 빗면 100/루트3

각도 60도 , 높이 24 일때 밑변와 빗변은 얼마일까요?
답: 밑변 8루트3 , 빗면 16루트3

각도 45도 , 밑변 56 일때 높이와 빗변은 얼마일까요?
답: 밑변 56 , 빗면 79.20

참고) 원의 자취에 있는 점

Posted by 버터백통
수학2008. 7. 7. 23:36
아주 예전에 직각 삼각형을 이용하여 거리를 구하거나 위치 등을 구할때 직각삼각형을 이용한 피타고라스의 정리로 구하기 힘든 거리를 구하였는데 건축과 생활의 거리, 높이 등을 각도에 의하여 도표를 만들어 보았는데 그 비율은 항상 같은 각을 갖는 직각삼각형에는 크기는 달라도 모두 같은 면의 길이 비율의 값을 갖는 것을 발견하였다.

사용자 삽입 이미지
[위의 비율은 삼각형의 크기와 상관없이 같은 각이면 비율이 같았다]

우선 이러한 비율에 이름을 정의하였는데
각을 θ각이라고 할때 높이/밑변 = 함수 f(θ)이다. 이 함수의 이름을 탄젠트(go off on tangent : 작명중 대화의 주제에서 벗었났다 에서 유래되었다는 설도 있고 가장 유력한 것은
탄젠트는 접촉하고 있다는 의미를 가진 라틴어 tangens에서 온겁입니다. 이러한 이유로 tangent가 접선으로 번역되고 있기도 하구요..
탄젠트라는 용어는 덴마크의 수학자 핑케가 만든것으로 알려져 있습니다)
라 지었다.
tan(θ) = 높이/밑변의 비율

마찬가지로 높이/빗변 = 함수 f(θ)에 따라 일정하므로 이름을 사인
(1624년 영국의 수학자 군터가
처음으로 사용하였답니다. sine은 길의 커브, 땅의 움푹들어간 곳, 꼬불꼬불한 길, 옷의 주름, 주머니, 만(灣), 가슴등의 뜻을 가진 라틴어 sinus에서 온것이라 합니다.)
이라고 지었다.
sin(θ) = 높이/빗변의 비율

마지막으로 밑변/빗변= 함수 f()에 따라 일정한 비율을 갖는 코사이(cosine이란 말은 complementary sine을 줄인 것으로 여각의 사인이란 의미를 가집니다.cosine도 역시 라틴어 cosinus에서 온 것으로, 1620년 군터가 complementum sinus를 합친 co.sinus를 제안했었고 1658년에 뉴턴에 의해 cosinus로 수정되었습니다. 그후, cos이란 기호는 1729년 오일러가 사용하였답니다.)이 정의 되었습니다.
cos(θ) = 밑변/빗변의 비율

* 직각삼각형의 성질상 빗변은 밑변이나 높이보다 적을수가 없습니다. 따라서 sin과 cos의 비율은 각도의 크기와는 상관없이 항상1보다 작은 무리수(대부분의 삼각함수의 값)로 나타납니다.

이처럼 삼각법의 비율을 가지고 세변중 두개의 길이를 알면 각도를 구할 수 있고 각도와 한 변의 길이를 알면 밑변(x)와 높이(y) , 빗변을 구할수 있게 된다. 이러한 좌표계가 직각좌표계이다. 나중에 다루어 보겠지만 이러한 좌표계말고도 원점을 정하고 특정좌표를 구하기위에 반지름과 θ만을 사용하여 구하는 극좌표계가 있다.
Posted by 버터백통
수학2008. 6. 29. 12:09
축척을 하거나 거리, 각의 크기를 할고자 할때 삼각형을 사용하여 그 값을 구한다.
각도는 흔히 알고있는 360도를 사용하며 반으로 나눈 180도를 평각의 크기로 정하였다, 또 평각의 4분의 1은 45도로 정하고 평각의 6분의 1은 30도로 하였다.
사용자 삽입 이미지

직각은 두직선이 만나는 각도의 크기가 직각 90도일 때의 각도이다.
예각
은 두직선이 만나는 각도가 90도 보다 작을때의 각도이다.
둔각
은 두직선이 만나는 각도가 90도 보다 클때의 각도이다.
평각은 두직선이 일직선으로 이어질때의 각도이다.


이외에 여각이라는 크기가 있다. 여각은 두각의 합이 90도일 때 한각의 크기를 여각이라 한다.
사용자 삽입 이미지

위의 그림에서 a(알파)의 여각은 b(베타)이고 b의 여각은 a이다.

참고) 미세한 각도는 1도보다 작은 1/60각을 분이라하고 이 분을 1/60하면 초라고한다.
어찌보면 시계의 초침과 분침을 생각하면 비슷하지만 사실 우연히 단위가 일치하게 된것일 뿐이다. 시계는 초침도 360를 회전하게 되고 분침도 360를 돌아야 분과 초의 단위가 올가지만 각도의 분과 초는 정말 작은 각도의 단위인 것이다.
1분 = 1/60도
1초 = 1/60분

이러한 각도의 정의로 삼각형의 종류를 알수 있다.
사용자 삽입 이미지


정삼각형은 세각의 크기가 같고 세변의 크기가 같은 삼각형이다.
이등변삼각형은 두변의 크기가 같다. 이때 길이가 같은 두변이 마주보는 각도의 크기도 같다.
직각삼각형은 삼각형의 각들중 하나가 직각인 경우이다.

많이 쓰이지는 않지만 예각 삼각형은 세각의 크기가 전부 90보다 작을때 불려지고 그림에는 없지만
한각의 크기가 90보다 크면 둔각삼각형이라고 한다.

이러한 삼각형에는 몇가지 특징이 있다. 삼각형의 각도의 합은 180도이다. 사각형은 삼각형2개가 모여 이룰수있으므로 360도이고 오각형은 삼각형 3개로 표현이 가능하다 따라서 540도이다.

그리고 직각삼각형 일때 빗변제곱의 크기는 밑변의 제곱과 높이의 제곱을 더한 값과 같다는 피타고라스의 정리도 있다.
사용자 삽입 이미지

피타고라스의 정리는 두점의 거리를 구하거나 점의 위치를 구할 때 많이 사용된다.

흔히 척도를 하기 위해서는 비율이 일정한 삼각형을 사용한다. 가령 나무의 길이를 알고자 할 때 그림자와 태양의 각도가 45도일때 측정한 그림자의 길이를 구하여 이를 1/100 정도의 작은 크기로 단위를 내서 구한 값으로 나무의 길이를 구할 수 있다.

사물과 세상에는 엄청나게 큰 단위들이 있다 가령 서울과 부산과의 거리...어느별과 지구와의 거리등을 구하기 위해서는 다누이가 엄청 크기때문에 지수법으로 단위를 줄여 사용하기도 한다.

* 지수표기법
2,340,000,000은 간단히 2.34 * 109  으로 표현하고 이는 다음과 같이 사용한다.
2,340,000,000  ->  3.34E9
이와 같은 표기법은 지수표기법이라고 한다. 여기서 E는 지수(Exponent)를 뜻한다. E 다음에 쓰여진 숫자는 몇
승인지를 의미한다. 위의 예에서는 10에 관한 지수를 표현한 것이다.
AS3에서는 Math.pow(10 , 9)10에 관한 E9과 같은 표기법이 된다.




Posted by 버터백통