= 선형대수공부시작 =
다음은 벡터, 행렬과 행렬식의 내용을 공부한 사람이 선형대수를 시작할 때 필요한 생각을 적은 것입니다.
2004년도 2학기 선형대수 강의의 개요
1학기에 공부한 행렬과 벡터에 대한 선형대수학은 어떤 의미에서 구체적인 대상(좌표를 가지고 실수로 표현된)을 다루는 방법을 익힌 것이라고 할 수 있다. 이 때 익힌 내용을 간단히 요약하면 다음과 같다.
- 1차연립방정식의 이론
- 1차함수(linear transformation)의 이론
- 내적의 이론
- 고유값, 고유벡터의 이론
- 2차함수(quadratic form)의 이론
등이다. 이러한 내용은 선형대수학에서 typical한 내용이다. 선형대수학의 내용은 우리가 중,고등학교에서 공부한 1변수함수의 여러 이론(방정식, 부등식, 미분, 적분 등등)을 다변수함수의 이론을로 확장하여 다루려고 할 때 가장 먼저 만나는 것들에 대한 이론이다. 즉 1차방정식 \[ ax=b \] 를 풀고 1,2차함수 \[ y=ax+b,\quad y=ax^2+bx+c \] 에 대하여 공부했던 것을 변수(독립변수, 종속변수)의 개수를 여러개로 늘렸을 때는 어떻게 해야 하는가를 공부하는 것이다. 그래서 위에서 공부한 내용을 보면 간단히 1차함수와 2차함수의 이론이라고 할 수 있다. 그 밖의 것은 이를 이해하기 위한 도구라고 보면 된다.
이제 2학기에는 무슨 공부를 하는가? 마찬가지이다. 1학기에 공부했던 것과 똑같이 1차함수와 2차함수의 이론을 공부한다. 단지 달라진 것은 어디에 정의된 함수들인가가 다르다. 앞에서는 $ \mathbb{R}^n$ 에서 정의된 함수들을 공부했다면 이제부터는 일반적인 벡터공간(linear space) $ X $ 에서 정의된 함수를 공부한다는 만큼 다르다.
그럼 실제로는 얼마나 달라졌는가? 이는 다음과 같이 두 가지 관점에서 전혀 다른 대답을 할 수 있다.
- 우선 함수의 정의역이 구체적인 $ \mathbb{R}^n$ 에서 일반적인 공간으로 바뀐 것 뿐이며 실제로 우리가 공부하는 내용에서 근본적으로 달라지는 결과는 하나도 없다.
- 그러나 좌표함수를 구체적으로 잡지 않고 1학기때 공부한 내용을 다시 이야기하는 것은 쉽다고만 할 수는 없다. 실제로 상당히 곤란을 겪는 학생들이 있다.
이러한 상황은 1학년까지 공부하던 구체적인 계산법에서 추상적인 사고법으로 전환하는 과정에서 누구나 겪는 어려운 점이다. 선형대수 외에도 구체적인 미적분학에서 추상적인 수렴의 이론으로 upgrade된 해석학, 이를 더 upgrade하여 epsilon-delta 없이도 수렴을 다룰 수 있게 해주는 위상수학, 구체적인 방정식을 풀던 이전의 수학에서 방정식 전체의 해를 한꺼번에 이야기하는 대수학 등 대학교의 전공수학은 이 한 단계의 upgrade가 필요한 공부이다.
이제 이를 잘 해나가기 위하여 몇 가지 조언을 적어두자.
- 예습을 하고서 수업에 들어온다.
- 매 시간 복습을 한다.
- 될수 있으면 많이 물어본다.
- 기회만 되면 많이 가르쳐준다.
- 혼자 끙끙대지만 말고 두명 이상이 서로 이야기한다.
- 다른 사람이 알고 있는 것은 나도 항상 알아낼 수 있다는 믿음을 갖는다.
예습은 꼭 교과서를 읽는 것은 아니다. 우리가 다루는 대상과 관련하여 미리 생각해 본 경험이 있으면 도움이 된다. 그리고 많이 생각했으면 더욱 도움이 된다. (그래서 교과서를 한번도 안 본 사람도 많이 생각해 본 문제에 대하여 공부하면 빨리 알아듣는다.)
복습은 중요하다. 미처 이해하지 못하였어도 시간중에 공부한 것은 곰곰히 생각해 두었다면, 그 다음에 다시 생각하지 않는 동안에도 머리는 속으로 이것들을 정리하게 되어 언젠가는 갑자기 쉽게 이해가 되는 순간이 생기는 것을 경험하였을 것이다. 적어도 그 시간에 무엇을 하였는지 간단히라도 머리속에 정리하여 둔다.
물어보고 가르쳐줘 본 경험이 있는 사람은 얼마나 공부하는데 도움이 되는지 알 것이다. (백見이 불여일行이다.)
문제에 답이 있다는 것을 알기만 해도 문제를 푸는데 차이가 많이 난다. ”다른 사람이 알고 있는 것은 알아낼 방법이 있는 것이고 누구나 알 수 있는 것이다.” ”’자신감을 가지고 시작하면 못할 것이 없다.”’