수학사에 기초한 벡터의 내적과 외적의 연결

• 영문명: Connecting the Inner and Outer Product of Vectors Based on the History of Mathematics
• 발행기관: 대한수학교육학회
• 저자명: 오택근(Oh, Taek-Keun)
• 간행물 정보: 『수학교육학연구』제25권 2호, 177~188쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2015.05.31

국문 초록

본 논문은 평면과 공간에서 두 벡터의 곱에 대한 역사적 발달 과정을 살펴보고, 이를 바탕으로 벡터의 내적과 외적을 연결하기 위한 교육적 시사점을 도출하였다. 역사적 분석의 결과, 평면에서 방향이 다른 두 선분의 곱을 정의하려는 노력은 두 선분의 길이의 곱과 방향각의 합이라는 기하학적 의미와 함께 복소수의 연산 규칙을 확립함으로써 복소수를 수학적 대상으로 승인하는 계기를 제공하였음을 확인하였다. 또한 3차원 공간에서 방향이 다른 두 선분의 곱을 정의하려는 노력은 사원수의 도입을 이끌었으며, 사원수의 곱으로 나타나는 실수부분과 벡터부분이 각각 벡터의 내적과 외적의 현대적인 정의로 발전하였음을 확인하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 기하학적 관점에서 벡터의 내적과 외적을 각각 다른 방식으로 정의하여 서로 관련이 없는 것으로 인식하도록 만드는 현재의 전개방식에 대해 반성하고, 이 두 곱을 연결시키기 위한 한 가지 방안을 제시하였다.

영문 초록

In this paper, I investigated the historical development process for the product of two vectors in the plane and space, and draw implications for educational guidance to internal and external product of vectors based on it. The results of the historical analysis show that efforts to define the product of the two line segments having different direction in the plane justified the rules of complex algebraic calculations with its length of the product of their lengths and its direction of the sum of their directions. Also, the efforts to define the product of the two line segments having different direction in three dimensional space led to the introduction of quaternion. In addition, It is founded that the inner product and outer product of vectors was derived from the real part and vector part of multiplication of two quaternions. Based on these results, I claimed that we should review the current deployment method of making inner product and outer product as multiplications that are not related to each other, and suggested one approach for connecting the inner and outer product.

키워드

History 역사 Product of Vectors 벡터의 곱 Inner product 내적 Outer product 외적 Quaternion 사원수