고급물리:유도 편집하기 (부분)

==학생들의 질문==

=== 유도기 관련 ===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|코일에도 저항이 있는 것 아닌가요? 그런데 왜 코일의 저항은 고려하지 않는지?
|실제론 있지만, 논리적 접근을 위해 없다 가정하고 이로부터 찬찬히 조건을 더해 현실 세계에서의 움직임과 동일하게 맞춰갑니다~
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|모든 폐회로는 전류가 처음 흐를때 자체유도가 생기나요?
|네.
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|큰 고리와 작은 전류 고리가 있을때 작은 고리로 인한 상호유도계수를 "수식적으로" 어떻게 구하는가?
|노이만 공식이 연관이 있을 것 같아요. 미안, 나도 명확하게 정리를 못한 상태라;;
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|자기에너지는 역기전력에 의한 효과로만 발생하는 거죠?
|아뇨, 역기전력이 발생하며 자기 에너지가 쌓이지만, 역기전력이 없는 상태에서도 자기에너지는 있죠!
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|발전 관련
|터빈을 돌리는 행위 외에 효율적인 발전 방법이 존재하나요?
|모든 발전은 결국... 터빈을 돌리게 되죠. 수력발전, 풍력발전, 지력발전은 물론이요, 화력발전... 심지어 최첨단의 원자력 발전도 결국 터빈을 돌리기 위한 거죠.

태양광 발전도 있지만... 태양열 발전 또한 사라지지 않는 것은.. 효율성 문제겠지요.
|}

=== LRC 관련 ===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|RLC 교류 회로에서 기전력은 교류가 공급하는 것이고 퍼텐셜은 각각의 저항,축전가,인덕턴스에 걸리는 전압을 말하는 건가오? 할리데이에서 말하는 퍼텐셜은 뭘 말하는건가요? 각각의 전압?
|할리데이에서 말하는 퍼텐셜..어디에서 본 건지 모르겠지만, 보통 기전력은 회로 밖에서 가해주는 것, 전압은 각각의 전기요소에 걸리는 걸 말하죠. 상황에 따라 다르게 생각해야 할 것 같아요.
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|일반적을 인터넷에 검색하면 RLC회로라고 되어있는데 LRC라고 써도 큰 차이가 없나요?
|나만 그렇게 부르는 것 같은데... 뭐, 상관 없지 않나? 뭘 말하는지는 알테니까.
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|직렬 RLC 회로에서 유도기, 저항, 축전기에 걸리는 전압이 전류의 위상과 차이가 난다는 것을 직관적으로 이해할 방법이 없나요?
|유도기에선 걸어준 전압보다 전류가 한차례 느리다는 걸 생각할 수 있죠.

저항은 그대로 나오고.

축전기에선 전류가 가장 많이 흐를 때 저장된 Q가 적고(전압 최소), 전류가 가장 적게 흐를 때 저장된 Q가 커요.(전압 최대)
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|전기와 역학이 비슷한 부분이 많은데 전기 문제를 역학으로 변환해서 푸는 등의 풀이법이 가능할까요?
|네, 충분히 가능하죠.
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|용량형 회로, 유도형 회로처럼 위상차가 90도 정도인 애들이 있으면 한 주기 동안 사용된 전력은 0이 되는건가요?
|네!
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|파동함수의 일반적인 해 e^i(kx-wt)에서 k는 파수, w는 각진동수로 알고 있습니다. 이러한 파수를 이용해 고전적인 값들을 양자화 할 수 있는데, LRC회로도 양자화된 상태로 기술할 수 있지 ㅇ ㅏ않을까요?
|수학적으로 동일하다면 가능하겠죠! 어떻게 해볼 생각이죠?!?!?
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|전기와 역학의 공식이 동일한 꼴을 띠는 이유는 무엇으로 해석 가능한가요?
|우주의... 통일성...!??
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=== 교류관련 ===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|정격 입력, 정격 출력 등 문제에서 사용되는 용어들이 헷갈립니다. 출력, 입력, DC, AC 등 문제에서 사용되는 용어들에 대한 정리 부탁드립니다!!
|입력은 회로에 가해지는 것, 출력은 원인에 의해 회로에서 나오는 것.

DC(direct current)는 직류, AC(alternating current)는 교류!
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|질문: 교류와 직류 말고 다른 종류의 전류의 흐름은 생기지 않을까?
|모든 펄스는 sin함수의 합으로 나타낼 수 있어요.
테일러 급수의 가르침.
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|전류가 직류나 교류에서 조금 튀는 구간이 없이 나타나요? 튀는 구간들이 있다면 어떻게 잡아주나요?
|튀는 구간;;;?이 뭐지;;?
도선이 흔들려서 누전? 코일 때문에 자연스럽게 잡히는 걸로 알고 있습니다.
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|50Hz전용으로 만들어진 제품을 60Hz로 사용하거나 60Hz전용으로 만들어진 제품을 50Hz로 사용할 때, 부작용이 있음에도 주파수 변환장치를 사용하지 않는 경우도 많다고 들었는데 그 이유가 궁금합니다.
|크게 달라지지 않아서요. 분명 다른 점은 있지만, 인간이 구분하지 못할 정도의 변화이겠지요.

직류로 펴는 경우엔 진동수가 조금 달라도 결과적으로 비슷해질테니까요.
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|1.5V, 9V 등 다양한 전압의 건전지를 이용해서 220v를 만들고 교류로 바꿔주면 선풍기를 작동시킬 수 있나요? 작동이 되면 어느정도까지 유지되나요?
|네, 작동하죠. 건전지로 테슬라 충전도 할 수 있는걸요.

어느 정도까지...는 말하기 어려울 것 같네요. 전지에 얼마만큼의 에너지가 저장되어 있는지 스펙을 살펴야겠지요!
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|왜 전압의 규격을 세계적으로 통일시키지 않을까요?
|이미 깔린 인프라를 바꾸기엔 돈이 너무 많이 들기 때문이죠. 바꾸어야 하는 상대국가에 엄청난 돈을 부어주어야 바꿀 수 있을텐데...굳이..라는 생각이지 않을까요?
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|230V에 220V 콘센트를 끼우면 어떤 일이 일어나나요?
|그정도 오차는 별 일 안일어날걸요?
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|110V에 220V 전자기기를 연결하면 어떻게되고 220V에 110V 전자기기를 연결하면 어떻게 되는지 궁금해요
|사실, 최근엔 노트북 충전기나 휴대폰 충전기에선 입력에 따라 어느 정도 조절이 되어 큰 문제는 없는데...

그냥 전구를 꽂는다든가 하면.. 높은 전압이 꽂히면 터지거나 수명이 줄죠. 낮은 전압이 꽂히면 제대로 된 효과를 낼 수 없고.

모터의 경우, 모터가 타든가, 제대로 힘이 나오지 않든가.
|}

=== 기타 질문 ===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|왜 쓰이는 로마자 기호가 자꾸 바뀌나요?
|어? 어디서;;?
theta가 속도라고????? 헐;

그리고 로마자 아님. 그리스 문자.
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|할리데이 303쪽에 I_mag는 에너지를 전달할 수 없고, I_p는 가능하다고 적혀 있는데 왜 그런가요?
|I_mag는 위상차가 90도 나는 상태에요. 즉, 1번 코일만 있을 때. I_p는 2번째 코일이 연결되었을 때의 이야기입니다. 여기엔 에너지가 전달이 되죠.
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|피카츄 발전기는 교류인가요 직류인가요?
|일반적으로 ATP나 신경신호의 전달은 이온의 방출로 인한 1회성 전기잖아요? 그래서 직류라고 보는 게 맞지 않을까요?
|}

=== 해결해주지 못한 질문 ===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
|공명할 때 전류의 진폭이 커지게 되는데, RnE를 진행하면서 들었던 궁금증이 있습니다. 진폭이 커짐과 동시에 파동 전체가 약간 원운동? 하듯이 상하좌우로 움직이던데 이건 왜이런건가요?
|잉;;;???? 모르겠어;;; 아마 진동수가 바뀌면서 오실로스코프가 파형을 다시 그리기 때문이 아닐까?

알아내서 어필해주면 세특.
|}
===분류하지 않은 질문===

:

{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
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|개념
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* 병렬 RLC는 어떻게 될까
* 전기회로와 진동계를 동일시해도 되는걸까?
* 저도 rms값을 사용하는 이유가 궁금합니다.
|수업 때 언급하지 않았나;;? 님, 수준미달 지정..!
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|반치폭에서 공명진동수의 절반 지점을 채택하는 이유
|공명상태에서의 에너지의 1/2 지점을 의미하는거죠?
제 생각엔 직관도 차이에서이지 않을까 싶어요. 실효값에도 2가 들어가니까, 여기에 맞춘 게 아닐까..? 진동하는 에너지의 평균값이 1/2니까? Q펙터의 정의와 관련이 있지 않을까 싶어요. Q펙터를 누가 왜 만들었는지 알면 해결될 의문일듯..!
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|교류 신호가 흐를 때 RL 회로에서 저장된 에너지의 양과 손실되는 에너지의 비율은 주파수에 따라 어떻게 달라지는지 궁금하다.
|저장된 에너지는 <math>\frac{1}{2} L I^2</math>의 평균값이라고 할 수 있는, <math>\frac{1}{2} L I^2_{rms} = \frac{1}{4} L I^2_{max}</math>이고, 손실되는 에너지 비율은 <math>R I^2_{rms} = \frac{1}{2} R I^2_{max}</math>이다.

주파수에 따라 임피던스가 달라지니, 임피던스 구해서 관계식을 통해 접근해야 할듯.
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* 교류 신호가 만약 삼각파 같은 모양이라면, 기존과 비교했을때 어떠한 물리적 차이점이 발생할 수 있나요?
* 교류 전압이 사인파가 아닌 삼각파라면 교류 회로의 전압과 전류 사이 관계, 용량 리액턴스와 유도 리액턴스는 어떻게 되나요?
|삼각하는 기본 진동수의 배 진동수 형태로 <math>a \sin\omega t+a_2 \sin 2\omega t + a_3 \sin 3\omega t + \dots</math> 들이 합쳐진 것으로 표현 가능한데...

한 파동에 대해 접근 후 이것들을 다 더하면 될듯.
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|광다이오드와 연결된 RLC회로를 구성한다면 어떻게 구성해야 적절한가요?
|무슨 의미이지;;?
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* 이런 회로는 왜 필요한가요
* RLC회로를 실전에서 어떻게 사용할 수 있나요>
|스피커 설계나, 역학적 상황의 시뮬레이션, 전파의 송수신, 수학적 미분기, 적분기, 나중에 반도체 하시는 분들, 생물의 전기신호, 
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|RL 회로에서 인덕터와 저항기의 조합이 저주파와 고주파를 필터링 한다는데 정확한 연관성이 궁금하니다.
|수업시간에 언급하긴 했는데.... 
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|인간도 일종의 RLC 회로로 볼 수는 없을까요
|볼 수 있죠. 다 가졌으니. 그냥 간단한 도선 하나만 둬도 RLC를 다 포함하고 있어요.
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|RL 회로에서 전류변화에 따라 인덕터가 에너지를 저장하고 방출하는 과정을 전자기장 내 에너지 밀도의 변화와 연결 지어 설명할 수 있나요?
|네. 
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|RLC회로에도 키르히호프 법칙을 간단하게 적용할 수 있나요?
|네. Z의 직, 병렬연결을 보았듯.
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|리액턴스와 임피던스의 차이점이 무엇인가요?
|리액턴스는 소자가 가진 저항효과를, 임피던스는 회로 혹은 여러 소자가 가진 방해를 의미합니다.
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|조금 알아보니까 Q-factor라고 저장된 에너지와 소모되는 에너지의 비율을 나타내는 것이 있었는데 이게 무한대라면 회로가 어떻게 작동할까요?
|공명회로가 공명점에서만 무한대로 날카롭게 튀고, 나머지 부분에선 전류가 흐르지 않을거에요.
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|임피던스가 복소수라는것이 문제를 푸는데에 영향을 주나요? 아니면 그냥 허수 소거하고 문제를 풀면 되나요?
|임피던스의 크기는 최종적으로 복소수의 크기로 나타나기에, 마지막에 그 크기를 구할 때 고려하면 됨.
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|삼계도함수-반응형 회로구조가 있을까요???
|흠... 코일에서 2번 미분이니, 3계도함수에 대한 건 잘 모르겠네요.
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|RLC에서 파이라는 값을 도입한 근본적인 이유?
|투입 전압과 흐르는 전류의 위상이 달라서.
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|정전기장과 유도전기장에서의 (Phi) (웨버)라는 것은 어떻게 다른것가요
|전기선속의 단위에 대해선 딱히 언급을 안했던 것 같은데; 이걸 같다고 잘못 생각하고 있군요.
전기선속과 자기선속은 다른 겁니다. 둘 다 PHI로 표현하지만, 아래첨자가 달라요.
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|유도과정을 쉽게 이해하려면 어떤 관점으로 바라보아야 할까요?
|순서가 조금 잘못된 것 같아요. '그 인간들이 무슨 생각으로 이걸 만든걸까?'라는 생각이 먼저 들고 그러부터 유도과정을 찾아야 하지 않을지... 유도과정을 이해하는 것은 수단이지, 목적이 될 순 없을 것 같아요. 아무런 의문이 들지 않는다면 유도과정을 굳이 살펴볼 이유는 없지.(근데, 적절한 의문이 없다면 실력도 자라긴 힘들듯;)
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|왜 전자기파를 아용한 무선충전기는 많은데 가시광선을 이용한 무선충전기가 없을까?
|오, 재미난 질문이에요!
진동수가 너무 커서 회로를 구성하기 어렵다는 점과, 가시광선을 100% 흡수하는 물질이 없기 때문이 아닐까요? + 그 물질이 가시광선을 흡수해서 회로에 전류를 만들어주어야 함.
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|교류전류에서 축전기가 다 충전 되었을 때는 시간이 무한히 흘렀을 때 밖에 없나요.
|네, 이론상은 그래요.(직류인줄;;)
교류에선 그냥 진폭의 최대점이 다 충전된 지점이 아닐까?
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|초등학생 때 읽었던 과학책에서는 참새가 전선 위에서 감전되지 않는 이유가 두 다리를 각각 다른 전선 위에 올리지 않고 한 전선 위에 앉았기 때문이라고 하였는데 이것도 사실인가요?
|서로 다른 전선에 올리면 전압차때문에 죽을 수도 있고... 위상이 잘 맞는다면 전압차가 없이, 살 수도 있겠죠.
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|저런걸 어떻게 직접 만들어볼 수 있을까요? 컴퓨터 시뮬레이션이 좋은 방법일까요? 아니면 물실에서 만들 수 있나요?
|물실에 LRC 다 있긴 한데, 귀찮지. 시뮬레이션이 있을 텐데, 찾아서 알려주심 세특.
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|호기심
|LRC 회로보다 뭔가 더 추가된 회로는 없는가? 축전기, 유도기와 같은 것들을 하나씩 추가해서 지금의 LRC 회로가 되었는데 더 추가할 수 있는 건 없을까?
|흠... 뭐가 있을까;;; 다 LRC 안에 포함될 것 같은데;
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|초전도체를 이용한 인덕터는 어떠할까요?
|오.... 코일에 초전도체를 끼워넣었을 때? 초전도체는 외부 자기장의 변화에 완벽하게 저항하니까, 인덕터의 효과가 사라질듯...!?
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|초전도체 기반의 양자 RLC 회로가 양자 컴퓨팅과 양자 통신에서 초전도 특성을 활용하여 매우 낮은 손실과 높은 응답을 보인다는데, 이게 어떤 말인지 알려주세요.
|어;;;? 이건 뭔지 모르겠어;;;; 
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* 가정용 전자기기의 대부분이 교류 전원을 사용하지만 내부적으로는 직류를 사용하도록 설계되는 이유?
* 결론적으로 교류 회로를 만듦으로써 가지는 의의가 뭔가요?? 이론 이외로 이것이 가지는 의미를 알고 싶습니다.
|안정적인 전원공급을 위해서! 교류는 테슬라가 제안한 것으로, 승압에서의 이득 때문에 쓰고 있는거죠!
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|더 공부하다가 무효전력에 대한 내용을 봤는데, 그게 뭔가요?
|나도 찾아봐야 알듯;;; 알려주시면 세특 반영.
전력인자 phi와 관련한 것 아닐까??? 위상차가 90도일 때 전력을 투입해줘도 총 투입전력은 0이니까.
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|맥스웰 방정식을 더 합칠 수는 없을까요? 맥스웰 방정식에서 상황에 따라 4개 중에서 방정식을 골라서 사용하는건데 과연 모든 상황을 한번에 설명할 수 있는 방정식이 없을까요? 그 전에 많았던 전자기학 방정식들을 합칠 수 있었던것처럼 아직 우리가 못 합친게 아닐까요? 아님 장론으로 설명이 되려나?
|그러게, 결국 자기장도 전기의 상대론적 효과니까, 아직 우리가 찾지 못한 기가막힌 접근법이 있을지 모르죠.

맥스웰도 방정식 자체의 요약을 위해 20년 가량 시간을 썼다고 하니... 방정식의 유도과정을 보면 도대체 어떻게, 왜 이런 생각을 했나 싶잖아요?ㅎㅎㅎㅎ 분명 더 많은 발견으로 갈 필요 없이, 지금의 상태에서도 이를 묶어 표현할 방식이 있지 않을까요!?
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|기타
|이런 개념들이 생소해서 처음 접근하기 좀 힘들었습니다. 조금 쉽게 접근 할 수 있는 방법이 있을까요?
|생소한 것이라 이해가 안된다면 다양한 설명을 듣는 게 가장 좋죠. 내 설명, 할리데이, 친구의 설명 등. 다방면으로 접근하는 게 좋지 않을까?
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|전자기가 너무 어려운데 문제만 보고 공부해도 괜찮을까요?
|시험만을 생각한다면... 그렇게 하시면 되고, 정말 본인이 성장하고 싶다면, 선현들의 사고방식을 흡수하려고 노력하는 게 좋겠죠. 뭐, 어렵게 생각할 것 없이, 본인이 제끼고 싶다는 친구들이 어떻게 공부하는지 보면 되지 않을까요?
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|자세한 증명이나 정성적인 이론을 알아야하는지 모르겠습니다. 그걸 알아야 공식도 잘 외워지고 하는데 시험에는 문제 위주로 나와서요ㅠㅠ
|이미 언급했듯, 시험 자체를 위해선 자세한 증명을 알 필요까진 없겠죠. 그런데.. 깊은 이해 없이 피상적인 공식만 외워서 시험을 준비한다면.. 장기적으로 볼 땐 좋지 않을듯.
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|헛소리
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|건의
|지금 진도가 미친듯이 많은데 혹시 시험문제를 쉽게 내실 계획이신 건가요?
|미친듯이 많지만... 찬찬히 보면 외워야 할 공식은 하루에 그리 많지 않을 거에요. 여러분들은 엘리트니까!

하지만, 내가 어렵게 낼 능력이 없기 때문에. 적절히 내 수준에 맞춰서 내보겠습니다.(진도와 관련 없는, 창의성? 관련 문제도 조금은 물어보고 싶은데...)
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|수업내용을 설명하실때 각각의 의미를 좀더 직관적으로, 정성적으로 파악할 수 있게 해주시면 더 이해하기 좋을 것 같습니다.
|더욱 직관이라... 수식을 많이 다뤄서 잊었을 수도 있는데, 잠깐잠깐 언급은 했었는데;; 좋은 아이디어가 있을까?
|}