【생명과학 속 함수】 생물학이나 예비 의대생에게 필요한 함수 지식은?

최근의 생물학자나 의료전문가들에게는 수학적 사고가 요구되고 있습니다. 이미 많은 분야에서 그래프를 분석해야 하고 양적 정보를 해석할 필요가 있기 때문입니다.

 

그리고 명확한 논리적 패턴을 사용해야 하는데 여기서도 수학적 사고가 필요합니다. 

 

만약 생물학을 전공하거나 예비 의대생이 되고 싶다면 혹은 관련 산업에서 데이터 사이언티스트나 개발자로 일하고 싶다면 어떤 함수 지식이 필요할까요? 

 

목차

생명과학에서 함수는 어떻게 사용되나요? 

생명과학에서 활용되는 함수는?

생명과학에서 함수를 활용하는 방식은?

 

 

 

 

 

 

 

 

생명과학에서 함수는 어떻게 사용되나요?

 

생명과학에서는 분자가 세포 안팎으로 어떻게 이동하는지, 박테리아가 어떻게 혈관을 통해서 이동하는지, 약물이 신체에서 어떻게 분해되는지 등의 여러 생 생리적 과정을 설명할 때 수학을 활용하고 있습니다. 

 

 

생명과학에서 활용되는 함수는?

 

생명과학에서는 다양한 수학적 지식이 활용되고 있습니다. 생명과학에서 활용되는 함수의 예를 들면 아래와 같은 것들이 있습니다. 

 

• 이차함수
• 다항함수
• 선형함수
• 역수함수
• 유리함수
• 지수함수
• 멱함수
• 시그모이드 함수
• 로지스틱 함수
• 종모양 분포 변환함수

등

 

 

생명과학에서 함수를 활용하는 방식은?

 

 

 

상수

 

y = f(x) = c

 

이 함수는 x와 y가 독립적이라는 것을 의미합니다(응?! 그래서?) 서로 상관이 없다는 것을 표현할 때 이렇게 수학적으로 표현하기도 합니다. 

 

 

선형함수

 

y= f(x) = mx + c

 

한 변수가 다른 변수로 구성된 함수를 통해서 어떻게 증가하는지 설명하는 것이 도움이 되는 다양한 상황이 있습니다. 

 

예를 들어서 변수 y를 '사망'이라고 생각해보면 질병은 사망의 확률을 증가시킬 수 있어서 이 관계를 선형함수로 표현해볼 수 있습니다. 

 

비슷한 예로 온도가 높아지면 아이를 낳는 수가 늘어나고 흡연 횟수가 많을수록 암 발생률이 높아집니다. 

 

이렇게 하나의 변수가 함수로 인해서 증가하는 현상은 위 식에서 'm > 0'처럼 양의 기울기를 가진 함수로 나타낼 수 있습니다. 

 

반대로 음의 기울기 'm < 0'를 가진 함수라면 하나의 변수가 감소하는 상황을 나타낼 수 있습니다. 예를 들면 치료를 해서 질병을 억제하거나 하나의 유전자가 발현하면 다른 유전자의 발현이 억제되는 것 같은 상황입니다. 

 

 

이차함수(이차방정식)

 

y = f(x) = ax2 + bx + c

 

이차함수는 비선형 함수 중에서는 가장 단순한 함수입니다.  이차함수는  최대값과 최소값을 가지고 있고 이것을 미분해서 특정 기능 등이 어떻게 작동하고 있는지 설명을 시도할 수 있습니다. 

 

f(x)의 근으로 알려진 근의공식은 이차 방정식이죠. 

 

근의공식 => 이차방정식

 

이차 방정식은 생명과학에서 매우 다양하고 중요한 용도로 사용되고 있습니다. 이것 또한 최대 또는 최소가 하나인 단순한 모델인 덕분입니다.  

 

자연 선택을 통한 최적화 문제에서 자주 활용되고 성 집단의 유전자 빈도를 모델링하기 위해서 대립 유전자 빈도를 설명하는데도 활용이 됩니다. 

 

 

 

 

---

이상으로 생명과학에서 함수가 어떻게 활용되고 있는지 살펴보았습니다. 생명과학에서 연구하고 있는 다양한 현상을 수학적 논리로 설명하기 위해서 함수가 활용되고 있는 것을 확인할 수 있었습니다. 만약 생명과학 분야에서 활약하고 싶다면 함수를 비롯한 수학적 지식을 잘 익혀두는 것이 유리하겠네요. 

 

 

 

같이 보면 좋은 글

 

【이차방정식, 이차함수】실생활에 활용되는 사례 총정리

【삼각함수】 의학 현장 속 활용 사례 정리

【수학】 확률과 통계 실생활 활용 사례 정리

【함수】 실생활 활용 사례 정리

【지수・로그 함수】 실생활 활용 사례 총정리

【수학】 실생활 속 활용 사례 정리