고대부터 인간은 미래를 예측하고 싶었습니다. 사냥, 농경, 전쟁, 자연재해 등 인류의 길흉화복을 미리 알고자 하는 욕망이 태초부터 존재했던 것이죠. 점술가, 샤먼, 예언가 등 미래를 예측하는 여러 방법들이 강구되어 인류와 함께 발전해 왔습니다. 이렇게 고대부터 내려온 예측 방식 중, 미래를 가장 정확하게 예측하는 방법은 무엇일까요? 어떤 방식이 되었든 아무 근거 없이 미래를 말할 수는 없을 겁니다.
미래를 말하려면 일단 과거와 현재를 정확하게 판단하고 그 원리를 말할 수 있어야 합니다. 그것이 신의 언어이든, 과학의 언어이든 말이죠. 수학자들은 세상의 원리를 숫자와 수식에서 찾으려고 애썼습니다. 그리고 자연과 인류에게 발생하는 여러 현상들을 수식으로 기술하기 시작했지요. 과거와 현재를 함수로 표현하니 자연스럽게 미래에 대한 예측을 얻을 수 있었습니다. 함수에 들어갈 x 값만 바꾸면 되는 거니까요.
이렇게 현상의 본질을 수학으로 표현하고 입력값을 바꿔가며 여러 다른 조건의 미래를 내다보는 것을 우리는 ‘수학적 모델’이라고 부릅니다. 수학적 모델로 코로나 확진자 수를 예측할 수도 있고, 한 나라의 미래나 사회적 인과관계, 경영학적 예측 등 여러 분야의 미래를 예고할 수 있습니다. 우리는 고등수학 첫 단원에서 다항식을 배웁니다. 여러 숫자와 문자가 들어간 수식을 풀어헤치기도 하고, 간략한 곱셈식으로 변형하기도 하죠. 그래서 학생들은 불만입니다. ‘왜 가만히 있는 숫자와 문자를 묶고 풀며 나를 못살게 구는가?’
수학이 정말 싫었던 원영이도 같은 생각을 가지고 있었습니다. 원영이의 관심사는 뷰티나 패션 쪽입니다. 대학에 가게 된다면 디자인을 전공하고 싶습니다. 그런 원영이가 열심히 실력을 쌓아 패션 뷰티 종합 쇼핑몰을 열었습니다. 야심 차게 준비한 신제품의 가격을 얼마로 정할지 고민입니다. 판매에 앞서, 본 제품의 시장조사 결과 다음과 같은 결론을 얻었습니다.
제조원가를 고려할 때, A의 판매가는 100만 원 이상이어야 한다고 합니다. 위와 같은 조건 하에, 신제품 A를 판매하여 얻은 총 판매금액이 최대가 되는 단가는 얼마일까요? 일단 인상되는 가격을 x만 원이라고 놓겠습니다. 그리고 전체 판매금액을 y만 원이라고 하죠. 시장조사로 얻어진 결론을 수식으로 표현해 보겠습니다. 판매단가와 판매수량을 어떻게 표현할 수 있을까요?
라는 식이 나옵니다.
이것을 완전제곱식으로 바꾸면,