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개념 기사 기사 작성법
내가 아는 수학개념을 쉽게 설명해주세요!
[개념 기사] 비오는 날 밖에 나온 달팽이의 수를 구하라
Sandwich 2021.05.31 22:43

안녕하세요. 언제나 재밌고 흥미로우며 맛있는 기사로 찾아오는 Sandwich입니다. 오늘 아침 기자단에 입단해서 기사를 하나 냈는데 흥미로우니 읽어보는 것을 추천합니다. 오늘 소개해드릴 기사는 바로 장마가 시작한 지 5일이 지났을 때, 500정도 되는 우리 아파트 단지에 사는 전체 달팽이 수에 대한 밖에 나온 달팽이의 수의 비율은 얼마일까?’입니다. 주제가 참 특이하죠. 그러나 이런 기상천외한 질문에도 수학적으로 답변할 수 있습니다. 심지어 한 영재교육원에서는 이와 같은 문제를 내기도 했답니다. 오늘 저녁은 바로 저 질문에 답변하는 시간을 가져보도록 하겠습니다.

 

(사진 자료 출처: 강산뉴스)

 

 

<페르미 추정>

위의 질문과 같이 주어진 자료가 조금 밖에 없는 상황에서 결론을 도출할 때, 우리는 페르미 추정을 이용합니다. 페르미 추정은 원자력의 아버지라고 불리며 노벨물리학상을 수상한 엔리코 페르미가 물리학 추정에 뛰어났고, 그가 학생들에게 독특한 문제를 냈다고 하여 붙여진 이름입니다. 페르미는 시카고 대학 물리학 수업의 학생들에게 시카고에 피아노 조율사는 몇 명 있을까라는 황당한 질문을 한 적도 있다고 합니다. 이에 단순 암기법에 익숙한 학생들이나 피아노를 잘 못 치는 학생들은 문제 풀기를 아예 포기했죠. 페르미가 강조한 것은 제한된 시간부족한 자료속에서도 생각의 힘만으로 결과를 알아내는 것이었습니다.

페르미 추정은 어림셈을 근처에 있는 봉투 뒷면에 간단히 계산해 본다는 뜻에서 봉투 뒷면 계산이라고도 불립니다. 페르미 추정은 정확한 수치를 구하기보다는 대략적인 수치를 산출하는데 더 의미를 둡니다. 그러한 이유로 페르미 문제는 출제자 자신도 정답을 모르며, 해답이 없습니다. 이러한 훈련을 바탕으로 페르미는 제자 중에 6명이나 노벨상을 수상하게 했습니다.

(사진 자료 출처: 위키백과, 엔리코 페르미)

페르미 추정에 관한 사실을 정리해보면, 우선 엔리코 페르미라는 물리학자가 학생들의 훈련을 위해 만든 다양한 문제이며, 제한된 시간과 부족한 자료 속에서 생각의 힘으로만 풀어나가는 문제이군요. 그리고 현재는 영재교육원 문제에서도 자주 나온다는 것까지도요^^

 

 

우리 아파트에 등장한 달팽이

그럼 제가 앞에서 제시한 문제를 한번 풀어봅시다. 문제를 다시 한번 살펴보면, ‘장마가 시작한 지 5일이 지났을 때, 500정도 되는 우리 아파트 단지에 사는 전체 달팽이 수에 대한 밖에 나온 달팽이의 수의 비율은 얼마일까?’란 문제였습니다. 그러면 주어진 자료는

[주어진 자료: 장마가 시작한 지 5일이 지남, 아파트의 넓이가 약 500]입니다.

 

그럼 이 자료들을 바탕으로 한 번 문제를 풀어보도록 하겠습니다.

먼저, 달팽이가 2마다 한 마리가 산다고 가정해볼게요. 그러면 나오지 않은 달팽이와 나온 달팽이의 합이

[(나온 달팽이)+(나오지 않은 달팽이)=500÷2=250(마리)]

네요. 상당히 많군요. 어쨌든 이제 주어진 두 번째 자료를 사용했습니다. 그럼 첫 번째 자료를 한 번 사용해 볼까요? 장마가 시작하고 1일이 지났을 때 나온 달팽이의 수를 20이라고 두고 그 달팽이 수의 반이 다음날까지 남아있다고 하며, 날마다 20에서 양이 1.5배씩 늘어난다고 한다고 가정해봅시다.

[(장마가 시작하고 n일이 지난 후의 달팽이의 수)=20×1.5^(n-1)×1/2+20×1.5^n(마리)]

비율에서 비교하는 양에 해당하는 밖에 나온 달팽이 수를 이제 구할 수 있습니다. 장마가 시작한 지 5일째 되는 날, 밖에 나온 달팽이의 수는 일의 자리까지 반올림해서 203마리(202.7 마리)입니다. 계산을 수월히 하기 위해 이를 십의 자리까지 반올림하면 200마리입니다.

이제 정답을 한번 구해볼게요.

[(우리 아파트 단지에 사는 전체 달팽이 수에 대한 밖에 나온 달팽이 수의 비율)=200×1/250= 200/250=4/5]

전체 달팽이의 약 4/5만큼이나 나왔습니다. 장마가 시작한 지 5일째 되는 날 우산을 쓰고 산책을 해봐야겠습니다.

 

 

요즘 비가 많이 오는 것 같습니다(적어도 인천은 그랬답니다.). 비가 올 때 잠시 펜을 내려놓고 밖에 나가 비 올 때만 볼 수 있는 달팽이를 찾아보는 것은 어떤가요? 얼마 전에 달팽이를 발견했을 때 그 귀여움이 참 이루 말할 수 없더라고요. 여러분도 생물을 사랑하는 마음을 갖고 가끔 달팽이를 관찰하는 것을 추천합니다! 다음에는 더 재밌고 흥미로우며 맛있는 기사로 찾아오겠습니다. Sandwich였습니다.

수학동아 기자의 한마디
수학동아 기자 2021.10.26
페르미 추정이라는 수학 개념을 재밌게 잘 설명한 기사네요. 특히 그 개념을 이용해서 우리 아파트 단지에 사는 달팽이 중에 몇 마리나 밫에 나왔는지 추정해 본 것이 매우 흥미로웠습니다.
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