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== 역사 == | == 역사 == | ||
[[아르키메데스]]의 [[원 (도형)|원]]의 넓이를 구하는 방법이나, [[제논의 역설]] 등을 보면 고대 그리스 시대부터 무한이라는 개념은 존재했다는 사실을 알 수 있다. 물론 그 당시에는 이를 수학적으로 엄밀하게 정의할 생각은 하지 않았다. 시간이 흘러 뉴턴이 이 무한이라는 개념을 사용한 극한이라는 개념을 생각하고, 극한을 사용해 [[미적분학]]의 기초를 만든다. 뉴턴을 비롯한 다른 학자들은 극한값을 구하는 것에만 치중하였지, 극한에 대한 엄밀한 성질은 생각하지 않았다. 그래서인지 <math>\lim</math>와 <math>\int</math>를 교환을 하는 등, 현대의 수학에서는 (일반적으로) 틀린 성질들을 사용하였다. {{ㅊ|수학자들이 물리학자들을 까는 이유}}<ref>참고로 극한과 적분을 교환하기 위해서는 uniform convergence가 필요하다.</ref> [[푸리에]]는 푸리에 급수의 균등수렴성을 증명하지 못하였지만 그대로 식을 사용하였고, [[칸토어]]는 이를 연구하다가 [[소박한 집합론]]을 만들었다. {{ㅊ|...?}} 이후에 모든 점에서 불연속인 [[ | [[아르키메데스]]의 [[원 (도형)|원]]의 넓이를 구하는 방법이나, [[제논의 역설]] 등을 보면 고대 그리스 시대부터 무한이라는 개념은 존재했다는 사실을 알 수 있다. 물론 그 당시에는 이를 수학적으로 엄밀하게 정의할 생각은 하지 않았다. 시간이 흘러 뉴턴이 이 무한이라는 개념을 사용한 극한이라는 개념을 생각하고, 극한을 사용해 [[미적분학]]의 기초를 만든다. 뉴턴을 비롯한 다른 학자들은 극한값을 구하는 것에만 치중하였지, 극한에 대한 엄밀한 성질은 생각하지 않았다. 그래서인지 <math>\lim</math>와 <math>\int</math>를 교환을 하는 등, 현대의 수학에서는 (일반적으로) 틀린 성질들을 사용하였다. {{ㅊ|수학자들이 물리학자들을 까는 이유}}<ref>참고로 극한과 적분을 교환하기 위해서는 uniform convergence가 필요하다.</ref> [[푸리에]]는 푸리에 급수의 균등수렴성을 증명하지 못하였지만 그대로 식을 사용하였고, [[칸토어]]는 이를 연구하다가 [[소박한 집합론]]을 만들었다. {{ㅊ|...?}} 이후에 모든 점에서 불연속인 [[디레클레 함수]], 모든 점에서 연속이지만 모든 점에서 미분이 불가능한 [[바이어슈트라우스 함수]] 등의 극한의 직관적인 이해만으로는 제대로 설명할 수 없는 문제점들이 발견되었고, 이에 따라 수학적으로 엄밀한 극한의 정의가 필요하게 되었다. 엄밀한 극한의 정의는 [[볼차노]]에 의해 기초가 다져진 뒤, [[코시]]와 [[바이어슈트라스]]에 의해 완성되었다. 이 정의가 바로 그 유명한 <math>\varepsilon\text{-}\delta</math> 논법. | ||
== 수열의 극한 == | == 수열의 극한 == | ||
{{ | {{참조|수열의 극한}} | ||
수열의 극한은 엡실론-델타와는 살짝 다른 <math>\varepsilon\text{-}N</math> 논법을 사용한다. 물론 기본적인 골자는 같다. | 수열의 극한은 엡실론-델타와는 살짝 다른 <math>\varepsilon\text{-}N</math> 논법을 사용한다. 물론 기본적인 골자는 같다. | ||
== 함수의 극한 == | == 함수의 극한 == | ||
{{ | {{참조|함수의 극한}} | ||
직관적으로, 함수의 변동폭이 매우 작아져 어느 한 점으로 가까이 갈 때, 그 '''목적지'''를 '''극한(값)'''이라고 한다. [[엡실론-델타 논법]]이나, [[근방]]과 [[위상]] 개념으로 정의된다. 극한의 유일성은 [[하우스도르프 공간]]에서 보장된다. | 직관적으로, 함수의 변동폭이 매우 작아져 어느 한 점으로 가까이 갈 때, 그 '''목적지'''를 '''극한(값)'''이라고 한다. [[엡실론-델타 논법]]이나, [[근방]]과 [[위상]] 개념으로 정의된다. 극한의 유일성은 [[하우스도르프 공간]]에서 보장된다. | ||
적절한 조건 하에서 함수의 극한을 수열의 극한으로 바꿀 수 있어, 계산을 편하게 할 수 있다. 예를 들어, <math> | 적절한 조건 하에서 함수의 극한을 수열의 극한으로 바꿀 수 있어, 계산을 편하게 할 수 있다. 예를 들어, <math>\lim_{x \to 0} x</math>를 구할 때{{ㅊ|0이잖아}} '''수렴성이 가정'''된다면 <math>x = 1/n \quad (n \in \mathbb N)</math>으로 바꾸어 <math>\lim_{x \to 0} x = \lim_{n \to \infty} 1/n = 0</math> 등으로 구할 수 있다는 것이다. | ||
== 범주론적인 극한 == | == 범주론적인 극한 == | ||
{{ | {{참조|극한 (범주론)}} | ||
범주론에서, [[극한 (범주론)|극한]]은 (category의 object들의) [[곱 (범주론)|곱]], [[당김 (범주론)|당김]](pullback), [[역극한]](inverse limit) 등의 공통적인 [[보편 성질]](universal property)을 말하기 위해 만들어진 개념이다. 물론, 범주론적 극한은 위의 모든 극한을 '''모두 포함한다.''' 즉, 위상적인 극한은 범주론적 극한의 특수한 경우이다. | 범주론에서, [[극한 (범주론)|극한]]은 (category의 object들의) [[곱 (범주론)|곱]], [[당김 (범주론)|당김]](pullback), [[역극한]](inverse limit) 등의 공통적인 [[보편 성질]](universal property)을 말하기 위해 만들어진 개념이다. 물론, 범주론적 극한은 위의 모든 극한을 '''모두 포함한다.''' 즉, 위상적인 극한은 범주론적 극한의 특수한 경우이다. | ||
극한의 정의는 '''universal cone''', 즉 보편 성질을 만족하는 뿔이다. 풀어 설명하면 주어진 '''[[다이어그램 (범주론)|다이어그램]] <math>F:\; J \to \mathcal C</math>의 극한'''은, 임의의 [[뿔 (범주론)|뿔]](non-universal cone) <math>(N, \psi)</math>와 어떤 뿔(universal cone) <math>(L, \varphi)</math>에 대하여 둘의 object 사이에 <math>N, L, F(X)</math> (F(X)는 주어진 다이어그램의 object)로 이루어진 아래 다이어그램을 가환하게 하는 사상 <math>u: \; N \to L</math>('''factorization''')이 유일하면(∃!u∀F(X)): | 극한의 정의는 '''universal cone''', 즉 보편 성질을 만족하는 뿔이다. 풀어 설명하면 주어진 '''[[다이어그램 (범주론)|다이어그램]] <math>F:\; J \to \mathcal C</math>의 극한'''은, 임의의 [[뿔 (범주론)|뿔]](non-universal cone) <math>(N, \psi)</math>와 어떤 뿔(universal cone) <math>(L, \varphi)</math>에 대하여 둘의 object 사이에 <math>N, L, F(X)</math> (F(X)는 주어진 다이어그램의 object)로 이루어진 아래 다이어그램을 가환하게 하는 사상 <math>u: \; N \to L</math>('''factorization''')이 유일하면(∃!u∀F(X)): |