이공계생을 위한 파이썬 필수예제 1

"이 책은 고등학교 교육과정을 바탕으로, 교사들이 ChatGPT와 구글 콜랩을 활용해 파이썬 예제를 만들고, 이를 통해 학생들에게 수학적 모델링을 쉽게 지도할 수 있도록 돕는 친절한 안내서입니다. 비전문가도 부담 없이 따라할 수 있도록 중간중간 주석을 상세히 달아두었으며, 책에 수록된 예제 파일을 다운로드하여 바로 활용해볼 수도 있습니다. 이 책과 함께라면, 누구나 쉽고 재미있게 학생들과 함께하는 실습을 통해 수업을 더욱 풍부하게 만들 수 있습니다. 학생들이 직접 만드는 챗GTP로 파이썬 예제를 직접 만들 수 있는 프롬프트 가이드입니다."

1부 파이썬과 구글 코랩으로 실험 준비하기

1장 Google Colab 시작하기

2장 파이썬 기초 문법
# 예제1. 주석 9
# 예제2. 출력 9
# 예제3. 변수와 자료형 10
# 예제4. 입력 받기 12
# 예제5. 예외 처리 13
# 예제6. 산술 연산자 16
# 예제7. 비교 연산자 18
# 예제8. 논리 연산자 19
# 예제9. 집합 연산자 20
# 예제10. if, elif, else 조건문 23
# 예제11. for, while 반복문 24
# 예제12. 함수 27
# 예제13. 가변인자 29
# 예제14. 리스트 31
# 예제15. sympy 모듈을 활용한 방정식 풀이 34
# 예제16. eval 함수로 값 대입하기 38
# 예제17. numpy와 matplotlib을 이용해서 그래프 그리기 40
# 예제18. subplots을 이용해서 그래프 그리기 46
# 예제19. FuncAnimation 이용하여 애니메이션 만들기 49
# 예제20. class를 이용하여 덧셈, 곱셈 메서드 만들기 51

2부 고등학교 수학 실험

3장 공통수학Ⅰ, 공통수학Ⅱ
# 예제21. 몫과 나머지 구하기 58
# 예제22. 다항식 연산, 나머지 정리, 인수분해 59
# 예제23. 2차 방정식의 해 구하기 및 그래프 그리기 62
# 예제24. 2차 부등식의 해 구하기 및 그래프 그리기 65
# 예제25. 연립 1차방정식의 풀이 70
# 예제26. 순열과 조합 71
# 예제27. 행렬의 연산 74
# 예제28. 점과 점 사이의 거리 79
# 예제29. 중점, 내분점, 외분점 82
# 예제30. 두 직선의 방정식과 교점 86
# 예제31. 원과 직선의 방정식 90
# 예제32. 집합의 연산 95
# 예제33. 1부터 100 사이에서 d의 배수와 n의 약수들의 집합 구하기 97
# 예제34. 함수의 개수 99
# 예제35. 유리함수의 그래프 101
# 예제36. 무리함수의 그래프 105

4장 대수, 미적분Ⅰ, 미적분Ⅱ
# 예제37. 지수함수의 그래프 111
# 예제38. 로그함수의 그래프 114
# 예제39. 삼각함수와 단위원 117
# 예제40. sin 함수의 그래프 121
# 예제41. cos 함수의 그래프 125
# 예제42. tan 함수의 그래프 129
# 예제43. 등차수열, 등비수열 133
# 예제44. 등차수열, 등비수열의 합 135
# 예제45. 여러가지 수열의 합 137
# 예제46. 피보나치 수열 구하기 136
# 예제47. 수열의 극한 139
# 예제48. 급수의 합 141
# 예제49. 함수의 극한 값의 계산 142
# 예제50. 함수의 극한(입실론-델타) 144
# 예제51. 함수의 극한 애니메이션 mp4파일 만들기 148
# 예제52. 평균변화율과 순간변화율 Gif 파일 만들기 152
# 예제53. 미분계수, 도함수, 부정적분 157
# 예제54. 극대, 극소와 그래프의 개형 161
# 예제55. 정적분과 넓이 166
# 예제56. 매개변수와 이동거리 170
# 예제57. 구분구적법과 적분의 오차 확인하기 174

5장 확률과 통계, 기하
# 예제58. 중복 순열과 중복 조합 180
# 예제59. 사전식배열의 개수 183
# 예제60. 파스칼의 삼각형과 이항계수 186
# 예제61. 이항정리 188
# 예제62. 재귀 함수를 활용한 팩토리얼 계산 190
# 예제63. 주사위 실험 191
# 예제64. 큰수의 법칙(수학적 확률과 통계적 확률) 194
# 예제65. 모집단의 평균, 분산, 표준편차 및 대표값 199
# 예제66. aX+b의 평균, 분산, 표준편차 201
# 예제67. 시뮬레이션을 통한 이항분포 공식 확인 203
# 예제68. 갈톤 보드 시뮬레이션 206
# 예제69. 동전 던지기 분포 (동전을 여러 번 던졌을 때 앞면의 개수 분포) 208
# 예제70. 두 정규분포 그래프의 개형 비교 210
# 예제71. 정규분포 그래프와 확률 213
# 예제72. 표준 정규분포 그래프와 확률 216
# 예제73. 표본평균의 평균을 구하는 실험(복원추출) 218
# 예제74. 표본평균의 평균, 표본평균의 분산, 표본평균의 표준편차 222
# 예제75. n으로 나눈 표본 분산과 n-1로 나눈 표본 분산의 차이(불편추정량) 226
# 예제76. 모집단과 표본 평균 통계량 비교(중심극한 정리) 229
# 예제77. 신뢰구간 실험 234
# 예제78. 벡터의 연산 238
# 예제79. 포물선의 그래프 242
# 예제80. 타원의 그래프 246
# 예제81. 쌍곡선의 그래프 250

윤성호 인천광역시 고등학교 수학교사
파이썬, 보드게임, 공학적 도구 활용 수학수업 교육 연구중