(세특 사례) 정적분을 활용한 환경문제 해결 탐구

주제: 적분의 응용
과목: 수학
활동 영역: 교내 수학동아리 활동

정적분의 응용 문제를 다루며 실생활에서의 효용성을 체감하기 위해 교내 수학동아리 활동 중 ‘환경문제와 수학적 해결방법’이라는 주제로 프로젝트를 진행하였다. 최근 뉴스에서 미세먼지 문제를 자주 접하며, 이를 해결하기 위한 방안을 수학적으로 모색해보고자 하였다. 문제 해결을 위해 먼저 미세먼지 농도의 변화를 시간의 함수로 설정하고, 적분을 활용하여 일정 기간 동안의 총 미세먼지 농도를 계산하였다. 미세먼지 농도 함수를 구체화하기 위해 환경부에서 제공하는 데이터를 참고하였으며, 실제 농도 측정값과의 비교를 통해 함수의 정밀도를 향상시켰다. 또한, 미세먼지 발생원을 식별하고 감소시키기 위한 여러 대안을 탐색하며, 각각의 방안이 농도 변화에 미치는 영향을 정적분으로 분석했다. 이 과정에서 적분이 단순한 수치 계산을 넘어서 현실 문제 해결에 유용하게 활용될 수 있음을 체감했다. 결과적으로 수학적 분석을 통해 제안한 방안의 효용성을 평가할 수 있었고, 이를 통해 수학의 실용성과 문제 해결력을 깊이 있게 이해하게 되었다. 특히, 수학적 모델링이 환경문제 해결에 기여할 수 있는 가능성을 탐구하며, 앞으로도 다른 사회 문제에 수학을 어떻게 적용할 수 있을지 계속 고민해보고자 한다.