같은 각을 나타내도 입력 한 단위의 뜻이 달라지면 기울기가 달라진다

각도 변환식이 포함된 함수에서 안쪽 변화율을 곱하는 이유를 비교한다.

중심 기둥 주위를 도는 나무 나선계단

사진: Petar Milošević · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

P(x)=sin⁡x,Q(t)=sin⁡(πt180) P(x)=\sin x,\qquad Q(t)=\sin\left(\frac{\pi t}{180}\right)

첫 식의 xx는 각의 크기를 호도법으로 나타낸 수다. 둘째 식에서 tt는 각의 크기를 도 단위로 나타낸 수여서, 180도를 π\pi로 바꾼 뒤 sin에 넣는다. P′(0)P'(0)과 Q′(0)Q'(0)은 같을까?

P′(x)=cos⁡xP'(x)=\cos x이므로 P′(0)=1P'(0)=1이다. QQ에서는 안쪽 식의 변화율도 곱해야 한다.

Q′(t)=π180cos⁡(πt180),Q′(0)=π180 Q'(t)=\frac{\pi}{180}\cos\left(\frac{\pi t}{180}\right),\qquad Q'(0)=\boxed{\frac\pi{180}}

두 함수가 나타내는 각의 출발점은 같아도, 입력이 1만큼 늘어날 때 나타내는 각이 다르다. tt가 1 늘면 안쪽 입력은 π/180\pi/180만큼 늘어난다. 같은 도형을 보는 것만으로 입력 한 단위당 변화율까지 같아지지는 않는다.

두 식에서 입력 1이 어떤 각을 나타내는지 먼저 적게 한다. Q′(0)=1Q'(0)=1이라는 답을 받았다면 계산기 설정부터 바꾸기보다 tt가 어느 식으로 들어가는지 받아 적는다. 추가로 Q(180)=0Q(180)=0이라는 값 계산은 맞아도, 이것이 Q′(0)=1Q'(0)=1의 근거가 되는지 물어볼 수 있다. 함수의 한 값과 입력 단위에 따른 변화율은 따로 확인해야 한다.

출처·착안: Lin McMullin, 「Why Radians?」. 문항과 풀이는 새로 작성했다.