이차방정식과 이차함수는 가장 많이 접하는 수학 지식 중 하나입니다. 이런 지식이 실생활에서 어떻게 활용되는지 안다면 다른 눈으로 이차방정식과 이차함수를 볼 수 있습니다. 그럼 이차방정식과 이차함수가 실생활에서 어떻게 활용되고 있는지 함께 살펴볼까요?
야구 경기 홈런의 궤적 표시
야구 경기에서 홈런이 나오면 리플레이를 통해 홈런의 궤적을 표시해줍니다. 이 궤적은 이차방정식을 활용해서 계산한 것이죠.
위성 방송 수신용 안테나(파라볼라 안테나)
접시처럼 생긴 위성 방송 수신용 안테나 역시 이참함수를 활용한 예입니다. 접시형 반사면에 반사되기 때문에 한 가운데 수신기를 놓아두면 약한 전파를 한 곳을 집중시키는 역할을 합니다.
미사일의 탄도 계산
미사일이나 우주선 등의 탄도를 계산하는 가장 기본이 되는 수학 지식은 이차방정식・이차함수입니다.
자동차 등의 제동 거리 계산하기
2차 함수가 실제로 활용되는 가장 중요한 예는 자동차 등의 제동 거리를 확인하는 것입니다. 속도가 2배가 되면 제동거리가 4배가 된다는 것은 잘 알려진 사실입니다.
※ 제동 거리는 브레이크를 동작시킨 후에 실제로 멈추기 전까지 이동하는 거리를 의미합니다.
방,토지 면적 계산
가끔 방, 상자, 토지 등의 면적을 계산해야 하는 경우가 있습니다. 이때 이차방정식을 활용할 수 있습니다. 예를 들면 한 변의 길이가 다른 변의 길이의 두 배인 직사격형 공간을 만들어야 할 때도 있고 전체 토지에서 길로 활용할 부분과 남겨들 부분의 적당한 폭을 계산하는데 이차방정식이 활용됩니다.
3D 게임의 구체 표현하기
게임에서 구체를 본 적이 있나요? 해당 게임이 레이트레싱(Ray Tracing)이라는 그래픽 기술이 사용되었다면 그 구체의 픽셀은 이차방정식으로 계산된 것입니다.
이외에도 컴퓨터로 면적이나 부피를 계산하는 경우 2차함수가 많이 활용되고 있습니다.
분수의 설계
분수의 물은 위로 쏟구쳤다가 포물선을 그리면서 아래로 떨어집니다. 포물선이라니 벌써 이차함수의 향기가 느껴지지 않나요? 여름철의 분수는 보는 사람을 시원하게 하지만 옷을 젓으면 꽤 높은 확률로 화를 내게 됩니다.
따라서 꼭 일정 범위 밖으로 나가지 않게 설계를 해야 하는데 이때 이차함수를 활용할 수 있습니다.
최대 수익 찾기
판매하는 상품의 단가는 수요와 공급에 영향을 미칩니다. 이 연관성을 이차방정식으로 표현하고 포물선의 꼭지점을 찾아 최대값을 찾는 것으로 최대 수익이 발생하는 지점을 찾을 수 있습니다.
현수교 설계
현수교를 지지하고 있는 케이블의 모양은 현수선 모양으로 직감적으로 이차함수와 유사하다는 것을 알 수 잇습니다. 포물선 모양으로 다리를 설계해서 한쪽에 치우쳐서 균형을 잃는 일이 없도록 이차함수를 활용하고 있습니다.
속도 구하기
이차방정식은 속도를 계산하는데도 활용됩니다.
전자 기기 개발
직접적인 관련 사례는 아니지만 전자 기기를 개발하는 직종에서 일을 하게 된다면 대학교양 과정에서 필요한 수학 정도는 알아야 일을 할 수 있습니다. 이때 2차함수 등은 따로 '이차함수'구나하고 의식하지 않을 정도로 자주 사용하게 됩니다 .
이차방정식・이차함수 실생활 활용 사례 마무리
이상으로 이차방정식・이차함수가 실생활에서 활용되는 사례를 확인해 보았습니다. 이차방정식・이차함수는 일상 생활에서도 사물의 궤적을 예측하거나 상품 판매의 이익 증감을 예측하는 등의 사례에서 활용되는 것을 알 수 있었습니다 .
꼭 직관적으로 알 수 있는 것은 아니지만 컴퓨터 그래픽 작업에 활용되는 기술이나 전자 기기를 개발하는 등의 작업에서는 이차방정식・이차함수가 매우 빈번하게 활용될 가능성이 높았습니다.
이차함수・이차방정식을 공부할 때 이런 사례들을 구체적으로 상상해보면 이해도 쉬워지고 기억에도 오래남을 것 같습니다.
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