학교수학과 학문수학에서의 연속성 개념 정의의 분석

Analysis on Definitions of Continuity Conveyed by School Mathematics and Academic Mathematics

  • 투고 : 2017.07.06
  • 심사 : 2017.08.18
  • 발행 : 2017.08.31

초록

본 연구에서는 연속성 개념에 대한 학교수학에서의 정의와 학문수학에서의 정의 사이의 차별성과 상호연결성을 네 가지 관점에서 분석하고 있다. 이에 따르면, '한 점에서의 연속 불연속'의 정의가 학교수학에서는 극한 과정에 의존하고 있고, 학문수학에서는 정의역의 위상에 의존하고 있다. 학교수학에서는 정의역이 하나의 구간이나 구간들의 합집합인 함수에 한하여 연속함수인가를 판정할 수 있으나, 학문수학에서는 어떠한 함수에 대해서도 연속함수인가를 판정할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 결과에 근거하여, 학교수학에서의 연속성 개념 취급과 관련하여 다음 두 가지 의견을 제시한다. 첫째, 극한 과정을 기반으로 한 학교수학에서의 국소적 연속성 개념으로 볼 때, 2009 개정 교과서에서 함수의 정의역에 속하지 않는 특정한 점에서 불연속을 취급하는 것은 적절하다. 이때 불연속점으로 무한 불연속점, 제거 가능한 불연속점과 도약 불연속점의 유형이 나타난다. 둘째, 일반적인 연속함수의 정의로 "함수 y = f(x)에서 정의역에 불연속점이 없으면, f을 연속함수라 한다."를 제안한다. 이 정의는 정의역에 속하지 않은 점에서의 불연속성의 판정을 허용하면서, 학문수학에서의 정의와 일관되게 연결된다.

The purpose of this study is to analyze the difference and inter-connectivity between the definition of continuity in school mathematics and the definition of academic mathematics in four perspectives. These difference and inter-connectivity have not analyzed in previous papers. According to this study, the definition of 'continuity and discontinuity at one point' in school mathematics depends on the limit processing but in academic mathematics it depends on the topology of the domain. The target function of the continuous function in school mathematics is a function whose domain is limited to an interval or a union of intervals, but the target function of the continuous function in academic mathematics is all functions. Based on these results, the following two opinions are given in relation to the concept of continuity in school mathematics. First, since the notion of local continuity in school mathematics is based on limit processing, the contents of 2009-revised textbooks that deal with discontinuity at special point not belonging to the domain is appropriate. Here the discontinuity appears as types of infinite discontinuity, removable discontinuity, and step discontinuity. Second, the definition of a general continuous function is proposed to "if there is no discontinuity point in the domain of a function y = f(x), we call the function f a continuous function." This definition allows the discontinuity at special point in non-domain, but is consistent with the definition in academic mathematics.

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참고문헌

  1. 계승혁 외 5인(2009). 고등학교 수학 II. 서울: 성지출판(주).
  2. 교육과학기술부(2008). 교육인적자원부 고시 제 2007-79호에 따른 고등학교 교육과정 해설 (수학).
  3. 교육인적자원부(2007). 수학과 교육과정. 교육인적자원부 고시 제 2007-79호 [별책 8]
  4. 교육과학기술부(2011). 수학과 교육과정. 교육과학기술부 고시 제 2011-361호 [별책 8]
  5. 김원경 외 9인(2014). 고등학교 미적분 I, 서울: 비상교육.
  6. 김창동 외 14인(2014). 고등학교 미적분 I, 서울: 교학사.
  7. 류희찬 외 17인(2014). 고등학교 수학 I. 서울: 천재교육.
  8. 박달원, 홍순상, 신민영(2012). 연속함수에 대한 고등학교 교과서의 정의와 고등학생들의 이해. 한국학교수학교육회논문집. 15(3). 453-465.
  9. 신항균 외 11인(2014), 고등학교 미적분 I, 서울: 지학사.
  10. 이경화, 신보미(2005). 상위 집단 학생들의 함수의 연속 개념 이해. 수학교육학연구, 15(5), 39-56.
  11. 우무하 외 5인(2010). 고등학교 미적분과 통계 기본. 서울: 박영사.
  12. 우정호 외 5인(2009). 고등학교 수학 II. 서울: 두산동아.
  13. 우정호 외 24인(2014a). 고등학교 수학 II. 서울: 두산동아.
  14. 우정호 외 24인(2014b). 고등학교 미적분 I. 서울: 두산동아.
  15. 윤재한 외 23인(2009). 고등학교 수학 II. 서울: 더 텍스트.
  16. 이강섭 외 14인(2014). 고등학교 미적분학 I, 서울: 미래엔.
  17. 이진영(2010). 교수학적 변환의 관점에서 한 점에서 함수의 연속.불연속, 연속함수 정의의 검토. 이화여자대학교 대학원 석사학위논문.
  18. 이준열 외 9인(2009). 고등학교 수학 II. 서울: 천재교육.
  19. 이준열 외 9인(2014). 고등학교 미적분 I. 서울: 천재교육.
  20. 정상권 외 7인(2014). 고등학교 미적분 I. 서울: 금성출판사.
  21. 정연준, 김재홍(2013) 함수의 연속성 개념의 역사적 발달 과정 분석 - 직관적 지도의 보완을 중심으로-. 수학교육학연구, 23(4), 567-584.
  22. 최용준 외 9인(2009). 고등학교 수학 II. 서울: 천재교육.
  23. 황선욱 외 10인(2014). 고등학교 미적분 I. 서울: 좋은책 신사고.
  24. Bartle, R. G. & Sherbert, D. R. (2011). Introduction to real analysis(4th edition), John Wiley & Sons.
  25. Harcharras, A. & Mitrea, D. (2007). Calculus connections: Mathematics for middle school teachers. Pearson Prentice Hall.
  26. Lipschutz, S. (2012). Schaum's outlines General Topology. McGraw Hill.
  27. Munkres, J. R. (1975). Topology- a first course. Prentice-Hall.
  28. Foerster, P. A. (2010). Calculus : concepts and applications. Key Curriculum Press.
  29. Raman, M. (2004). Epistemological messages conveyed by three high-school and college mathematics textbooks. J. of Mathematics Behavior, 23, 389-404. https://doi.org/10.1016/j.jmathb.2004.09.002
  30. Stewart. J. (2016a) Calculus Early Transcendentals (8E). Cengage Learning.
  31. Stewart. J. (2016b). 미분적분학(8E) (대학교재편찬위원회 옮김). 서울: 경문사.
  32. Tall, D. & Vinner, S. (1981). Concept image and concept definition in mathematics with particular referencs to limits and continuity. Educational Studies in Mathematics, 12. 151-169. https://doi.org/10.1007/BF00305619