몇 가지 교구를 사용하여 여러 대상의 무게중심을 찾아보고 수학적으로 정리한다. (1) 피노키오의 늘어나는 코 실험: 막대를 가장 길게 쌓는 방법 (2) 점 무게중심 실험: 일렬로 매단 추들의 무게중심, 삼각형, 사각형의 꼭짓점에 매단 추들에 대한 무게중심 (3) 선 무게중심 실험 : 삼각형, 사각형의 변에 대한 무게중심 (4) 면무게중심 실험 : 삼각형, 사각형, 오각형의 면의 무게중심
이 연구에서는 초등학교 수학과 교육과정에서 도입되는 '변'의 의미가 명확하지 않다는 점에 착안하여 각종 사전 및 이전 교육과정의 수학교과서 고찰을 통해, 그 의미를 명확히 하고자 했다. 연구결과, 변의 두 가지 속성을 밝혀내었으며, 변을 구성요소로 하는 도형의 범위가 사전의 유형이나 교육과정의 시기, 국가에 따라 차이가 있음을 알게 되었다. 또한 교과서에서 변을 도입하는 방법이 외연적 방법에 치우쳐 있어 변의 속성을 이해하는 데 어려움이 예상되며, 수학용어라는 관점에서 변은 학생들에게 개념에 내재된 관념을 제공하지 못하는 현학적 용어임도 지적하였다. 이러한 여러 가지 논의를 바탕으로 문제점을 개선하기 위한 방안으로 다음 두가지를 제안하였다. 첫째, 초등학교에서는 변을 다각형의 구성요소로만 제한하고 각의 구성요소로는 도입하지 않는다. 둘째, 변을 도입할 때 외연적 방법과 더불어 내포적 방법도 아울러 사용한다.
본 논문은 고등학교 제7차 교육과정 중 수학 I 과 미분적분학에서 나오는 적분 단원의 교수 학습을 위해 Visual Basic을 사용하여 제작한 프로그램의 설계과정과 그 기능을 기술하였다. 먼저, 적분의 개념을 이끌어 내기 위한 도구인 “구분구적법”의 설명을 위해 원을 포함하는 사각형과 원에 포함된 사각형들의 개수와 면적에 대해 원을 나누는 사각형의 한 변의 길이를 조절해감으로서 원의 실제 면적에 접근해 가는 과정을 보여줄 수 있으며, 또한 “정적분”, “넓이”, “두 곡선 사이의 넓이”를 구하는 프로그램을 이용하여 학생들이 각각의 개념을 프로그램을 실행하며 시각적으로 확인할 수 있도록 설계하였다. 이 프로그램은 일선 학교에서 구분구적법과 적분, 넓이의 개념을 시각적으로 이해할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 21/31 GHz 대역 직교모드변환기의 설계 기법을 제시하였다. 공용포트에는 8.38${\times}$8.38 mm의 정사각형 도파관을 사용하였으며 직선포트에는 WR-34표준 사각형 도파관을 사용하였다. 직선포트는 다단 λ/4 임피던스변환기로 공용포트에 연결하였다. 측면포트는 공용도파관 중심선 상의 슬롯에 의해 공용포트와 결합되며 슬롯과 측면포트의 WR-51 표준 사각형 도파관 사이에 임피던스 정합구조를 사용하였다. 위와 같은 구조의 직교모드변환기를 도파관 이론에 기초한 반복설계에 의해 최적화하였다. 설계된 직교모드변환기를 제작, 측정하여 설계기법의 타당성을 확인하였다.
최근, 인터넷에 다양한 컨텐츠가 있으며, 특히 만화영상은 인기 있는 디지털 컨텐츠 중의 하나이다. 이러한 만화영상은 대부분 스캐너에 의해 스캔되며, 크기, 기울기, 경계선 부분의 여백 등이 정규화되어 있지 않다. 이와 같은 정규화 과정은 만화영상 분석에서 매우 중요한 단계로, 만화영상의 외곽 경계사각형을 검출하는 방법으로 정규화를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 그래디언트 라돈 변환을 사용하여 만화영상에서 외곽의 경계사각형을 검출하는 방법을 제안한다. 만화영상에서 경계 사각형의 변의 후보인 선분을 검출하기 위하여 그래디언트 정보를 이용한 라돈 변환을 적용하고, 후보 선분과 지역 히스토그램을 이용하여 최종 외곽의 경계사각형 검출하였다. 제안 방법으로 만화 영상에서 효과적으로 외곽의 경계사각형을 검출함을 실험으로 보였다.
최근 다양한 연령층과 직업군들 사이에서 기능성 신발에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나 기능성 신발 및 맞춤형 신발은 높은 가격대와 긴 제작 시간이 필요하다. 이러한 문제점은 3D 스캐너 도입으로 해결이 가능하나, 정확한 발 형상 측정이 가능한 3D 스캐너는 고가의 장비이기 때문에 매장별 보급이 어렵다. 본 논문은 기능성 신발의 보급을 위하여 저가형 3D 스캐너에서 정확한 발 고유 변인을 측정할 수 있는 시스템에 대해 서술한다. 이를 위해 이를 위해 저가형 Depth Camera를 이용한 저가형 3D 스캐너의 발 형상 3D 점군 데이터를 2차원으로 변형하고, 발 형태를 감싸는 최소 사각형(Min Area Rect)를 형성하여 발 안쪽점 및 발 가쪽점을 추정한다. 생성된 최소 사각형과 발 안쪽점 및 발 가쪽점 등은 발 고유 변인 측정의 기준이 된다. 실험 결과에서는 측정 기준을 이용하여 발 고유 변인인 발 길이, 발 너비, 발꿈치 너비, 발꿈치에서 발안쪽점 및 발 가쪽점 길이 등 5가지 고유 변인을 측정하는 것을 보여준다.
사각형 유체저장탱크의 바닥에 놓여져 있는 사각형 블럭의 크기 및 위치가 자유수면의 유동진동수와 모드형상에 미치는 영향에 대하여 선형파이론을 적용하여 검토하였다. 유체의 영역을 3부분으로 나누고 각 영역에서의 속도포텐셜을 입사파와 블럭으로 인해 발생되는 반사파 및 전달파의 항으로써 표현하였다. 그리고 블럭에 의한 파의 반사율과 전달율은 유체영역의 경계에서 속도포텐셜과 유체입자의 속도가 연속인 조건을 사용하여 구하였다. 연구결과 블럭의 높이와 폭은 자유수면의 고유진동수에 크게 영향을 미치며 높이와 위치는 모드형상에 주로 영향을 준다. 블럭이 높고 폭이 넓을수록 고유 진동수는 감소하며 블럭이 높고 탱크의 벽면으로 이동할수록 모드형상은 크게 변한다.
비압축성 물체를 위한 일반적인 유한요소 공식화는 흔히 사용되는 사각형요소에서조차 압력해의 진동화(oscillations) 또는 pressure modes 현상을 나타낸다. 압력해의 안정화를 위한 규준은 소위 Babuska-Brezzi 안정조건이며, 위의 요소들은 이 조건을 만족시키지 못한다. 본 연구에서는 선형변위해와 상수값의 압력해를 갖는 사각형요소 사용시 압력해를 안정화시키기 위해 요소의 변에서 발생하는 불연속압에 근거한 압력연속여분치를 사용한다. 이 압력여분치를 비압축성 탄성론으로부터 유도되는 Q1P0요소에 적용하며 매개변수의 변화에 따른 수치해의 안정화의 정도를 연구한다. 압력해는 압력 여분치 사용시 안정화될 수 있으며, 해의 안정화는 매개변수에 민감성을 나타내었다.
학교수학에서 '각도'는 용어로서의 실효성을 상실한 반면에, '각의 크기' 라는 표현이 우세한 만큼, 그 표현의 수용을 고려할 필요가 있다. 교과서에서 각의 크기는 변의 길이와 관계없이 두 변이 벌어진 정도에 따라 다르다는 것을 명시할 필요가 있다. 해설서의 내용과 교과서의 내용을 일치시켜야 한다. 교과서에서는 각의 크기를 측정하기 위한 임의단위를 취급하지 않는다. 임의단위에 의한 각의 크기의 측정을 생각할 수는 있지만, 그것이 그다지 행해지지 않는다는 실정을 받아들여, 해설서에서 그것을 요구하지 않는 것을 고려할 필요가 있다. 해설서에서 1직각의 표준단위로서의 역할을 명시할 필요가 있고, 교과서에서도 그것을 활용하는 장면을 제시해야 한다. 교과서에서는 삼각형의 세 각의 크기의 합을 구하는 과정과 사각형의 네 각의 크기의 합을 구하기 위해 삼각형과 사각형을 각각 잘라 붙이는 과정에서, 학생들이 크기가 180도인 각과 360도인 각이 그림으로 어떻게 표현될 수 있는지 알고 있다는 것을 전제로 하고 있다. 그것은 비약이다.
본 연구에서는 부분지지되어 있고 사각형의 개구부를 갖는 적층복합판의 과도해석을 유한요소법을 이용하여 연구하였다. 수학적 지배방정식은 변분과 일차전단변형이론을 고려하여 유도하였고 적층판의 폭-두께비, 재료의 특성, 적층각도, 지지조건이 중앙점의 동적응답에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 수치적인 결과는 그래프와 표로 나타내었으며 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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