미르카 수학에 빠지다 5 사랑과 갈루아 이론

★ 수학 능력과 생각의 힘을 길러주는 수학 소설

재기발랄 고딩들이 펼치는 흥미진진한 수학 배틀

『미르카, 수학에 빠지다』는 한 남고생과 두 여고생이 벌이는 쟁쟁한 수학 배틀 이야기를 그렸다. 수학을 소설 형식으로 풀어내 수식 원리를 깨치게 하고 수학하는 즐거움을 안겨 준다. 대입을 준비하는 청소년들의 꿈과 우정, 사랑을 담고 있는 흥미진진한 청춘 소설이기도 하다. 추리 문제를 풀듯 수식을 푸는 세 학생들의 수학 이야기는 난해한 수학 원리를 쉽게 이해할 수 있도록 이끈다. 또한, 추리 문제를 풀 듯 펼쳐지는 수식 전개 과정을 따라가며 수학적 사고력과 발상법을 배울 수도 있다.

『미르카, 수학에 빠지다』 5권에서는 갈루아 이론을 주제로 이야기가 펼쳐진다. 주인공 ‘나’와 네 명의 소녀들 사이의 설레는 수학 이야기를 통해 한 편의 소설을 읽는 것처럼 군론을 접할 수 있다. 19세기 초 젊은 천재 갈루아에 의해 만들어진 갈루아 이론은 현대 수학뿐만 아니라 과학 등 다양한 분야에 절대적인 영향을 주고 있다. 이 책에서는 방정식의 해의 공식에서 자와 나침반의 작도 문제, 그리고 이를 둘러싼 군의 해설을 통해 갈루아 이론을 이해한다. 다섯 사람이 만드는 수학 이야기는 독자들이 갈루아 이론을 조금 더 쉽게 익힐 수 있도록 돕는다.

지은이 : 유키 히로시

프로그래밍과 암호, 수학 등에 관한 저서를 30권 이상 집필했다. 같은 책을 읽고 또 읽는 것을 좋아하며 프로그램 제작과 글쓰기가 취미이자 직업이다. 『미르카 수학에 빠지다(Math Girls)』 시리즈는 20여 년간 사랑받아 온 수학소설로 수학적 사고의 즐거움을 알려주는 놀라운 책이다. 주요 저서로는 「수학 걸」 시리즈(전5권) 「수학 걸의 비밀 노트」(전15권) 「수학 걸의 물리 노트」 만화판 『수학 걸』 등이 있다.

옮긴이 : 김소영

다양한 일본 서적을 우리나라 독자에게 전하는 일에 보람을 느끼며 더 많은 책을 소개하고자 힘쓰고 있다. 현재 엔터스코리아에서 일본어 번역가로 활동 중이다.

주요 역서로는 『읽자마자 수학 과학에 써먹는 단위 기호 사전』 『재밌어서 밤새 읽는 공룡 이야기』 『선천적 수포자를 위한 수학2: 고등 편』 『세계를 뒤집어버린 전염병과 바이러스』 『재밌어서 밤새 읽는 수학 이야기: 베스트 편』 『재밌어서 밤새 읽는 유전자 이야기』 등이 있다.

감수 : 남호영

서울대학교 사범대학 수학교육과를 졸업하고 인하대학교 수학과에서 박사학위를 받았다. 학생들에게 수학의 힘과 매력을 전하고자 오랫동안 전국수학교사모임에서 활동했다. 저서로는 『원의 비밀을 찾아라』 『달려라 사각바퀴』 『코페르니쿠스의 거인 뉴턴의 거인』 『수학 끼고 가는 이탈리아』 『수학 끼고 가는 서울 1』 공저로 『수학은 열세살이다』 『영재교육을 위한 창의력 수학Ⅰ,Ⅱ』 등이 있다.

프롤로그 / 수학 공식처럼 풀기 어려운 청춘의 사랑

1. 네가 사랑한 사다리 타기

1. 사다리 꾸미기

양 끝 교환

2. 무궁무진한 사다리 타기

수 세기

유리의 궁금증

3. 순리대로 사다리 타기

스무디

둘도 없는 것

모든 패턴을 만들 수 있는가?

4. 우리가 사랑하는 사다리 타기

세로줄 3개

사다리 타기의 제곱

사다리 타기의 세제곱

그림 그리기

또 다른 수수께끼를 찾아서

2. 잠자는 숲속의 이차방정식

1. 제곱근

유리

음수×음수

복소평면

2. 근의 공식

이차방정식

방정식과 다항식

이차방정식의 근의 공식 도출

마음을 전하다

3. 근과 계수의 관계

테트라

근과 계수의 관계

4. 대칭식과 체의 시점

미르카

다시, 근과 계수의 관계

다시, 근의 공식

귀갓길

3. 모양 탐색

1. 정삼각형이라는 모양

병원

다시, 고열

꿈의 결말

2. 대칭군이라는 모양

도서실

군의 공리

공리와 정의

3. 순회군이라는 모양

휴게실

구조

부분군

위수

순회군

아벨군

4. 너와 멍에를 공유하며

1. 도서실

테트라

인수분해

수의 범위

다항식의 나눗셈

1의 12제곱근

정n각형

삼각함수

진로

2. 순회군

미르카

12개의 복소수

표 만들기

꼭짓점을 공유하는 정다각형

1의 원시 12제곱근

원분다항식

원분방정식

너와 멍에를 공유하며

3. 모의고사

시험장

5. 각의 3등분

1. 도형의 세계

유리

각의 3등분 문제

각의 3등분 문제에 대한 오해

자와 컴퍼스

‘작도 가능’이라는 말

2. 수의 세계

구체 사례

작도로 하는 사칙연산

작도로 하는 루트 계산

3. 삼각함수의 세계

나라비쿠라 도서관

리사

작별의 순간

4. 방정식의 세계

구조 파악하기

유리수로 몸풀기

한 걸음 또 한 걸음

다음 단계로 넘어갈까?

발견한 건가?

예상과 정리

진로는?

6. 천공을 떠받치는 것

1. 차원

불교 축제

4차원 세계

타코야키

떠받치는 것

2. 선형 공간

도서실

좌표평면

선형 공간

? 위의 선형 공간으로서의 ?

? 위의 선형 공간으로서의 ?()

확장의 크기

3. 일차 독립

일차 독립

차원의 불변성

확대차수

7. 라그랑주 분해식의 비밀

1. 삼차방정식의 근의 공식

테트라

빨간색 카드 ‘치른하우스 변형’

주황색 카드 ‘근과 계수의 관계’

노란색 카드 ‘라그랑주의 분해식’

초록색 카드 ‘세제곱의 합’

파란색 카드 ‘세제곱의 곱’

남색 카드 ‘계수에서 해로’

보라색 카드 ‘삼차방정식의 근의 공식’

여행 지도를 그리다

2. 라그랑주의 분해식

미르카

라그랑주 분해식의 성질

적용할 수 있는가

3. 이차방정식의 근의 공식

이차방정식의 라그랑주 분해식

판별식

4. 오차방정식의 근의 공식

오차방정식은?

5라는 수의 의미

8. 탑 쌓기

1. 음악

티 룸

만남

2. 강의

도서실

확장 차수

확대체와 부분체

?( )/?

퀴즈

?(, )/?

확장 차수의 곱

?(+ )/?

최소다항식

발견?

3. 편지

귀갓길

집

편지

작도 가능한 수

저녁식사

방정식의 가해성으로

최소분해체

정규 확대

진짜를 상대로

9. 마음의 형태

1. 대칭군 S2의 형태

나라비쿠라 도서관

분류

잉여류

깔끔한 형태

군 만들기

2. 표기법의 형태

옥시젠

치환 표기법

라그랑주의 정리

정규부분군의 표기법

3. 부분의 형태

외톨이

구조 탐구

갈루아의 고유 분해

C3을 더 나누기

나눗셈과 동일시

4. 대칭군 S4의 형태

베릴륨

5. 마음의 형태

아이오딘

소등 시간

10. 갈루아 이론

1. 갈루아 페스티벌

갈루아 연보

첫 번째 논문

2. 정의

가약과 기약 정의

치환군 정의

두 세계

3. 보조정리

보조정리 1: 기약다항식의 성질

보조정리 2: 근으로 만드는 V

보조정리 3: V로 근 나타내기

보조정리 4: V의 공액

4. 정리

정리 1: ‘방정식의 갈루아군’의 정의

방정식 ?2-3?+2=0

방정식 a?2+b?+c=0의 갈루아군 -

갈루아군 만들기

방정식 ?3-2?=0의 갈루아군

정리 2: ‘방정식의 갈루아군’의 축소

갈루아의 실수

정리 3: 보조방정식의 모든 근을 첨가

정리 4: 축소한 갈루아군의 성질

5. 정리 5: 방정식을 대수적으로 풀기 위한 필요충분조건

갈루아가 던진 질문

‘방정식을 대수적으로 풀 수 있다’란

테트라의 질문

p제곱근의 첨가

갈루아의 첨가 원소

버둥거리는 유리

6. 두 개의 탑

일반 삼차방정식

일반 사차방정식

일반 이차방정식

오차방정식에는 근의 공식이 존재하지 않는다

7. 여름의 막바지

갈루아 이론의 기본 정리

전시 둘러보기

밤의 옥시젠

둘도 없이 소중한 것

에필로그 / 수학을 만든 천재 갈루아를 그리며

맺음말

감수의 글