일주일, 월화수목금 중에서 그 주의 최저가에 주식을 사고 싶다고 합시다. 특정 요일의 가격이 그 주의 최저가일 확률은 당연히 1/5이니 20%입니다. 그렇다면 우리는 그냥 20%의 확률로 찍으면서 기도매매법을 실천해야 하는 것일까요?

간단한 전략을 통해 이 확률을 두 배 넘게 올려 보도록 하겠습니다. 우리의 전략은 "첫 k일 동안은 시장을 살펴보고, 그 다음날부터는 그때까지 중에 가장 싼 가격이면 사자"입니다. 미지수는 x로 써도 되지만 요즘 이름 앞에 k를 붙이는 게 유행이라 k라고 했습니다. 어쨌든 예를 들어보면 다음과 같습니다.

k = 0 이라면? 첫 0일 동안은 시장을 살펴보고 그 다음날, 즉 월요일부터는 그때까지 중에 가장 싸면 삽니다. 말이 꼬여 있는데 당연히 월요일에는 비교할 가격이 없으니 그냥 그날 바로 사겠다는 말이 됩니다. 이건 찍는 것과 다를 게 없습니다. 따라서 k= 0일 때의 성공률은 월요일이 최저가일 확률인 20%입니다.

k = 1 이라면? 이제 좀 재미있어질 겁니다. 첫 1일 동안은 시장을 살펴봅니다. 즉 월요일에는 네이버 주식 창 새로고침만 합니다. 살 게 아니니 15분 늦게 가격이 떠도 상관없습니다. 그리고 다음날인 화요일부터 그때까지 중에 가격이 가장 싼 날이면 주식을 삽니다. 만약 화요일 가격이 월요일보다 싸면 화요일에 삽니다. 물론 수요일에 더 떨어질 수도 있지만 하여튼 우리 전략이 그렇습니다.

만약 화요일 가격이 월요일보다 높다면? 그러면 수요일로 넘어갑니다. 그리고 수요일 가격이 월화수 중 가장 낮다면 삽니다. 그런데 수요일도 월요일보다 비싸다면? 그러면 목요일로 넘어갑니다. 목요일 가격이 월화수목 중 가장 싸다면 삽니다. 목요일도 월요일보다 비싸다면? 금요일로 넘어갑니다. 만약 금요일도 월요일보다 비싸다면? 월요일이 최저가였네요. 그러면 못 사게 됩니다.

정리해 보면 k = 1 일 때,
* 알고 보니 월요일이 최저가 -> 실패 (0)
* 알고 보니 화요일이 최저가 -> 성공 (1)
* 알고 보니 수요일이 최저가 -> 월요일이 화요일보다 싸야만 성공 (1/2)
* 알고 보니 목요일이 최저가 -> 월요일이 화, 수보다 싸야만 성공 (1/3)
* 알고 보니 금요일이 최저가 -> 월요일이 화, 수, 목보다 싸야만 성공 (1/4)

각 요일이 최저가일 확률은 똑같이 20% 씩이니 그 값을 균등하게 곱해주면 k = 1 일 때 우리 전략의 성공 확률은

20% x (0 + 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4)
= 20% x 25/12
= 41.67%

가 됩니다. 벌써 성공 확률이 두 배 넘게 올랐습니다!

k = 2일 때도 한 번 계산해 보도록 하겠습니다. 이 때는 월, 화까지는 기다려보고 수요일부터 살지 말지를 결정합니다. k = 2 라면,
* 알고 보니 월요일이 최저가 -> 실패 (0)
* 알고 보니 화요일이 최저가 -> 실패 (0)
* 알고 보니 수요일이 최저가 -> 성공 (1)
* 알고 보니 목요일이 최저가 -> 월, 화 중에 수요일보다 싼 날이 있어야 성공 (2/3)
* 알고 보니 금요일이 최저가 -> 월, 화 중에 수, 목보다 싼 날이 있어야 성공 (2/4)

그러면 k = 2일 때 우리의 성공 확률은

20% x (0 + 0 + 1 + 2/3 + 2/4)
= 20% x 26/12
= 43.33%

아까보다도 더 높아진 43.33%가 되었습니다!

같은 방식으로 계산하면 k = 3 일 때의 성공 확률은 20% x (0 + 0 + 0 + 1 + 3/4) = 20% x 7/4 = 35%, k = 4일 때는 20% x (0 + 0 + 0 + 0 + 1) = 20% 가 됩니다. k = 4라는 것은 금요일 하루에만 살 수 있다는 것이니 찍는 것과 성공 확률이 똑같겠지요.

정리해봅시다!
* 월요일부터 그때까지의 최저가면 산다: 성공확률 20%
* 화요일부터 그때까지의 최저가면 산다: 성공확률 41.67%
* 수요일부터 그때까지의 최저가면 산다: 성공확률 43.33%
* 목요일부터 그때까지의 최저가면 산다: 성공확률 35%
* 금요일부터 그때까지의 최저가면 산다: 성공확률 20%

즉 월, 화에는 시장을 지켜만 보다가 수요일부터 그 주의 그때까지의 최저가일 때 산다면 찍는 것에 비해 성공 확률이 배 이상 높은 43.33%가 됩니다! 단 이 경우 아예 못 살 확률이 40%이니 (월, 화 중에 최저가가 있는 경우), 주식을 좀 공격적으로 사 모으고 싶다면 화요일부터 이 전략을 적용하는 것도 좋겠습니다. 성공 확률은 41.67%로 비슷하고 주식을 아예 못 살 확률은 20% (월요일이 최저가인 경우)로 낮으니까요!

덧붙여 만약 주식을 팔고 싶은 경우라면 마찬가지 전략을 반대로, 즉 어느 날 이후에는 그때까지 중 가장 비싸다면 판다고 적용하면 되겠습니다.

자 그럼 성투하시기를 바라며 정성글은 춫천

- 끝 -

10년도 더 전, 학원 강사를 할 때의 일이다. 중학생 수학 수업에서 2차 함수를 가르치게 되었는데 그날따라 갑자기 학생들에게 2차 함수 그래프를 직접 그려보게 하고 싶어졌었다. 문제 풀려고 대충 그리는 것 말고 진짜로 모눈종이에 칸을 다 맞춰서. 그래서 수업시간에 모눈종이를 가지고 들어갔고 아이들은 낑낑대면서 그래프를 그렸다. 그 전까지 대충 오목한 컵 모양으로 그려놓고 x절편과 y절편 좌표만 표시할 때와 달리 모눈종이에 그래프를 직접 그리자 제곱값이 얼마나 가파르게 상승하는지를 바로 알 수 있었다. y는 x제곱이라는 단순한 함수만 하더라도 x가 4, 5쯤만 되면 모눈종이를 벗어났다. 그 날 그 수업 자체만 놓고 보면 문제도 하나도 안 풀고 진도도 거의 못 나갔지만 그 수업 이후로 학생들이 2차 함수를 친숙하게 느끼게 되었던 기억이 난다.

수학에도 실습이 필요하다. 예를 들자면 이런 거다. 요즘은 어떤지 모르겠지만 나 때는 도형과 작도 문제를 풀 때 평행하지도 않은 선을 그려놓고 평행하다고 믿으면서, 대충 짜부라진 감자같은 것을 그려놓고 원이라고 여기면서 풀었다. 선생님들은 가끔 분필을 끼워 사용하는 커다란 칠판용 컴퍼스를 자와 함께 쓰셨지만 학생들이 자와 컴퍼스를 쓰는 일은 없었다. 이 때 만약 자와 컴퍼스로 이런저런 것을 작도하는 실습이 있었다면 얼마나 재미있었을까.

생각해보면 수학에도 실습거리는 많다. 운동장에 지름이 100 발자국 짜리인 원을 그린 후에 둘레를 따라 걸어보면서 진짜로 둘레가 314 걸음이 나오는지를 세어 봐도 좋을 것이고, 공을 가득 덮도록 색종이를 모자이크처럼 붙였다가 뗀 후에 색종이의 넓이를 구해서 공의 겉넓이가 진짜 4 곱하기 원주율 곱하기 반지름의 제곱인지를 확인해볼 수도 있을 것이다. 아니면 설날이나 추석 때 친척들 키를 다 재서 정규분포를 가정한 뒤 평균과 표준편차 값을 구해볼 수도 있을 것이고.

그런 실습을 통해서 학생들의 수학에 대한 관심도와 이해도를 향상시킬 수 있을 것이다. 피아노에 대해 공부하는 것과 피아노를 쳐 보는 것이 다르고, 요리 방송을 보는 것과 직접 요리를 해 보는 것이 다르고, 지구에서 달까지의 거리를 계산하는 것과 직접 우주선을 타고 달에 갔다 와 보는 것은 다르니까. 나중에 혹시 기회가 된다면 그런 교육을 해 보고 싶다.
갑자기 '기독교 교리를 수학으로 설명하면 이해하기 쉬워지지 않을까?' 하는 생각이 들어서 한번 시도해 봤습니다.

정의역이 온 우주에 존재하는 모든 사람의 집합이고 공역이 참과 거짓인 함수를 생각해 보겠습니다. 이 함수의 이름은 ‘구원’입니다. 수식을 사용해서 써 보면

함수 구원:X -> Y
X = {x | x는 사람}
Y = {참, 거짓}

이렇게 되겠습니다. 모든 사람을 원소나열법으로 쓸 수는 없기에 집합 X를 정의할 때에는 조건제시법을 사용했습니다.

이 구원이라는 함수는 사람이 대입되면 그 사람이 구원받았는지를 알려주는 함수입니다. 예를 들어 '구원(철수) = 참' 이라면 철수는 구원받은 것이고 '구원(철수) = 거짓' 이라면 철수는 구원받지 못한 것입니다. 구원은 모든 사람의 집합을 정의역으로 가지는 함수이기 때문에 철수 영희 갑돌이 갑순이를 다 대입해 볼 수 있지만 바둑이는 대입할 수 없습니다. 로그(log)에 음수를 넣으면 안 되는 것처럼 '구원(바둑이)'는 정의가 되어 있지 않습니다.

이제 우리의 관심사는 ‘무엇을 하면 구원받는가?’ 입니다. 구원의 조건이라고 생각해도 되겠네요. 이를 수학적으로 표현하려면 고등학교 집합과 명제 시간에 배운 명제함수가 필요합니다. 명제함수란 ‘p(x) 이면 q(x) 이다’ 형태의 문장을 뜻합니다. 그러니까 우리는

p(x) 이면 구원(x) 이다

에 해당하는 p(x)를 찾고 싶은 것입니다. 예를 들어 착한 사람이 구원받는다면 '착함(x) 이면 구원(x) 이다' 가 될 것입니다.

여기서 잠시 공리계에 대한 이야기를 해야 합니다. 주어진 이론 체계 안에서 가장 기초적인 근거가 되면서 증명이 필요없이 참으로 인정되는 명제를 공리라고 하고, 그런 공리들을 모아놓은 것을 공리계라고 합니다. 수학에서는 증명을 할 때 어떤 공리계를 사용하느냐가 중요한데, 우리는 기독교 신앙에 대해 이야기하고 있으니 우리의 공리계는 성경책이 되겠습니다. 공리계에 대해서는 나중에 더 자세히 이야기 할 기회가 있을 것입니다. 하여튼 지금은 공리계에 있는 명제는 그냥 묻지도 따지지도 말고 참이라는 것만 짚고 넘어가도록 하겠습니다.

다시 구원 이야기로 돌아와서, 우리가 찾고 싶은 구원의 조건인 p(x)에 대해 성경은 “이르되 주 예수를 믿으라 그리하면 너와 네 집이 구원을 받으리라 하고 (사도행전 16:31)” 라고 말합니다. 이건 성경이라는 우리의 공리계 안에서는 따질 필요 없이 참입니다. 이 구절에서 용어를 그대로 따 와서, 어떤 사람이 주 예수를 믿는지의 여부를 알려주는 ‘믿음’이라는 함수를 생각해 보면 다음과 같이 됩니다.

믿음(x) 이면 구원(x) 이다

예를 들어 x에 영희를 대입하면 "믿음(영희) 이면 구원(영희) 이다", 즉 "영희는 주 예수를 믿는다. 그러므로 영희는 구원받았다." 라고 말할 수 있겠습니다.

그러면 구원 받을 수 있는 다른 조건이 있나? 즉 위의 p(x)에 믿음(x) 대신 들어갈 수 있는 함수가 있을까? 하는 궁금증이 생기는데, 그 이야기는 기회가 되면 해 보도록 하겠습니다. 이거 은근 재미있네요 ㅋ

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