계산과학(Computational Science) 전자교과서 | 제작 : 파주여고 이장훈 | 보급 : 수학생각
Ⅰ. 공학계산 ​
​ 1.1. 수의 연산과 처리
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1. Mathematica 이해

1.1. 개발목적

모든 수학적 문제 해결을 위해 1980년 미국 물리학자 Stephen Wolfram 개발

1.2. 활용분야

수학 및 응용분야 전반(이공계, 산업체는 물론 경제학, 기호학, 의학, 예술 등)
  • Example-1. 계산과학 수업을 하면서 생각해보자.
    • 공학도구 활용의 유용한 부분은? 유의해야 할 부분은?
    공학도구를 나의 전공분야에서 어떻게 활용할 수 있을까?　

    2. Mathematica 계산과 실행

    2.1. 사칙연산

    In[]:=
    25+37-16
    In[]:=
    14*26/18
    In[]:=
    1+(2*7-0.5)/4
    In[]:=
    2^100
    In[]:=
    (1-I)^5
  • Example-2. 사칙연산 기호를 사용하여
    2
    37.55-25.56
    를 계산하시오.
    

    • 2.2. 파레트의 활용

    In[]:=
    3
    8
    +
    7
    6
    In[]:=
    5
    2
  • Example-3. 파레트를 이용하여
    1+
    1
    2+
    1
    3
    을 계산하시오.
    

    • 2.3. 자주 사용하는 수식의 단축키

  • Example-4. 분수(CTRL+/), 지수(CTRL+^), 제곱근(CTRL+2) 연습하기
    

    • 3. Mathematica 문법

    3.1. 소괄호, 중괄호, 대괄호

  • 3.1.1. 소괄호 ( ) 는 우선 연산
    • In[]:=
    (6+2)/2-1
  • 3.1.2. 중괄호 { } 는 나열. 즉, 리스트(List)
    • In[]:=
    {3!,4!,5!}
  • 3.1.3. 대괄호 [ ] 는 명령어를 열고 닫음
    • In[]:=
    N[
    2
    ]

    3.2. 명령어 사용 규칙

  • 3.2.1. 대소문자 구별(첫글자는 대문자)
    • In[]:=
    Expand[
    3
    (a+b+c)
    ]
  • 3.2.2. 합성어 각 단어의 첫글자는 대문자
    • In[]:=
    Plot[
    2
    x
    -2x-3,{x,-2,4},PlotStyle->Red]

    4. 값의 처리

    4.1. 근삿값

    In[]:=
    N[Pi,100]
    In[]:=
    Export["pi.txt",N[Pi,1000]]
  • Example-5. 123!을 유효숫자 10자리 까지 계산하시오.
    
  • Example-6. (실험) 원주율의 숫자배열에 내 생년월일은 존재할까?
    

    • 4.2. 여러 가지 값의 처리 방법

  • 4.2.1. 절댓값
    • In[]:=
    Abs[-5]
  • 4.2.2. 최댓값
    • In[]:=
    Max[{1,2,3}]
  • 4.2.3. 최솟값
    • In[]:=
    Min[{1,2,3}]
  • 4.2.4. 반올림
    • In[]:=
    Round[6.4]
  • 4.2.5. 가우스 ( [x] = x 보다 크지 않은 최대 정수 )
    • In[]:=
    Floor[4.6]
  • Example-7.
    2023
    의 소수 부분을 유효숫자 10자리까지 구하시오.
    

    • 5. 문제해결능력

    5.1. 연습문제
    

    5.2. 수행평가(1)
    

    5.3. 수행평가(2)
    

    END