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극한·미분 심화 전체 문제

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525문제 · 15 / 27쪽

281.OpenStax 1권 · 6.9절 · 48번대학 수준우리말 번역

케이블의 그래프를 그리고, x=0x=0 에서 케이블이 얼마나 아래로 처지는지 구하세요.

영어 원문 보기

Sketch the cable and determine how far down it sags at x=0.x=0.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 33번
# 쌍곡선함수의 미적분그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
282.OpenStax 1권 · 6.9절 · 49번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 사슬이 22 m 떨어진 두 기둥에 걸려 방정식 y=2 cosh⁡(x/2)−1y=2\,\cosh (x/2)-1 로 나타내어지는 현수선 모양을 이룬다. 왼쪽 기둥에서 현수선의 기울기를 구하세요.

영어 원문 보기

[T] A chain hangs from two posts 22 m apart to form a catenary described by the equation y=2 cosh⁡(x/2)−1.y=2\,\cosh (x/2)-1. Find the slope of the catenary at the left fence post.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

−0.521095-0.521095

원본 교재 풀이(영어)

−0.521095-0.521095

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 25번
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
283.OpenStax 1권 · 6.9절 · 50번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 두 기둥이 4미터 떨어져 있고, 그 사이에 걸린 사슬이 방정식 y=4 cosh⁡(x/4)−3y=4\,\cosh (x/4)-3 으로 나타내어지는 현수선을 이룹니다. 현수선의 전체 길이(곡선의 길이)를 구하세요.

영어 원문 보기

[T] A chain hangs from two posts four meters apart to form a catenary described by the equation y=4 cosh⁡(x/4)−3.y=4\,\cosh (x/4)-3. Find the total length of the catenary (arc length).

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 43번
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
284.OpenStax 1권 · 6.9절 · 51번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 고압 송전선은 y=10 cosh⁡(x/10)y=10\,\cosh (x/10) 으로 나타내어지는 현수선입니다. 현수선 아래의 넓이와 곡선의 길이의 비를 구하세요. 무엇을 발견할 수 있나요?

영어 원문 보기

[T] A high-voltage power line is a catenary described by y=10 cosh⁡(x/10).y=10\,\cosh (x/10). Find the ratio of the area under the catenary to its arc length. What do you notice?

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
285.OpenStax 1권 · 6.9절 · 52번대학 수준우리말 번역

전화선은 y=a cosh⁡(x/a)y=a\,\cosh (x/a) 로 나타내어지는 현수선입니다. 현수선 아래의 넓이와 곡선의 길이의 비를 구하세요. 이 결과는 앞 문제의 답을 확인해 주나요?

영어 원문 보기

A telephone line is a catenary described by y=a cosh⁡(x/a).y=a\,\cosh (x/a). Find the ratio of the area under the catenary to its arc length. Does this confirm your answer for the previous question?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 29번
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
286.OpenStax 1권 · 6.9절 · 53번대학 수준우리말 번역

x=sinh⁡(y)x=\sinh (y) 를 미분하여 y=sinh⁡−1(x)y={\sinh }^{-1}(x) 의 도함수 공식을 증명하세요. (힌트: 쌍곡선 삼각함수의 항등식을 이용하세요.)

영어 원문 보기

Prove the formula for the derivative of y=sinh⁡−1(x)y={\sinh }^{-1}(x) by differentiating x=sinh⁡(y).x=\sinh (y). (Hint: Use hyperbolic trigonometric identities.)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 13번
# 쌍곡선함수의 미적분증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
287.OpenStax 1권 · 6.9절 · 54번대학 수준우리말 번역

x=cosh⁡(y)x=\cosh (y) 를 미분하여 y=cosh⁡−1(x)y={\cosh }^{-1}(x) 의 도함수 공식을 증명하세요.

(힌트: 쌍곡선 삼각함수의 항등식을 이용하세요.)

영어 원문 보기

Prove the formula for the derivative of y=cosh⁡−1(x)y={\cosh }^{-1}(x) by differentiating x=cosh⁡(y).x=\cosh (y).

(Hint: Use hyperbolic trigonometric identities.)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 21번
# 쌍곡선함수의 미적분증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
288.OpenStax 1권 · 6.9절 · 56번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 각 문제를 푸세요.

(cosh⁡(x)+sinh⁡(x))n=cosh⁡(nx)+sinh⁡(nx){(\cosh (x)+\sinh (x))}^{n}=\cosh (nx)+\sinh (nx) 임을 증명하세요.

영어 원문 보기

For the following exercises, solve each problem.

Prove that (cosh⁡(x)+sinh⁡(x))n=cosh⁡(nx)+sinh⁡(nx).{(\cosh (x)+\sinh (x))}^{n}=\cosh (nx)+\sinh (nx).

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 17번
# 쌍곡선함수의 미적분증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
289.OpenStax 1권 · 6.9절 · 57번대학 수준우리말 번역

sinh⁡−1(x){\sinh }^{-1}(x) 에 대한 식을 증명하세요. x=sinh⁡(y)=(1/2)(ey−e−y)x=\sinh (y)=(1/2)({e}^{y}-{e}^{-y}) 에 2ey2{e}^{y} 를 곱하고 yy 에 대해 푸세요. 여러분이 얻은 식은 교재의 식과 일치합니까?

영어 원문 보기

Prove the expression for sinh⁡−1(x).{\sinh }^{-1}(x). Multiply x=sinh⁡(y)=(1/2)(ey−e−y)x=\sinh (y)=(1/2)({e}^{y}-{e}^{-y}) by 2ey2{e}^{y} and solve for y.y. Does your expression match the textbook?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 6.6절 · 7번
# 쌍곡선함수의 미적분증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
290.OpenStax 1권 · 6.9절 · 58번대학 수준우리말 번역

cosh⁡−1(x){\cosh }^{-1}(x) 에 대한 식을 증명하세요. x=cosh⁡(y)=(1/2)(ey+e−y)x=\cosh (y)=(1/2)({e}^{y}+{e}^{-y}) 에 2ey2{e}^{y} 을 곱하고 yy 에 대해 푸세요. 여러분이 얻은 식은 교재의 식과 일치합니까?

영어 원문 보기

Prove the expression for cosh⁡−1(x).{\cosh }^{-1}(x). Multiply x=cosh⁡(y)=(1/2)(ey+e−y)x=\cosh (y)=(1/2)({e}^{y}+{e}^{-y}) by 2ey2{e}^{y} and solve for y.y. Does your expression match the textbook?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 6.9절 · 25번
# 쌍곡선함수의 미적분증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
291.APEX · 1.2절 · 1번대학 수준우리말 번역

다음 극한의 "정의"에는 무엇이 잘못되어 있는지 설명하세요.

"xx 가 aa 에 가까워질 때 f(x)f(x) 의 극한이 KK 이다"라는 것은, 임의의 δ>0\delta>0 에 대해 ϵ>0\epsilon>0 이 존재하여 ∣f(x)−K∣<ϵ|f(x)-K|< \epsilon 일 때마다 ∣x−a∣<δ|x-a|<\delta 임을 뜻한다.

영어 원문 보기

What is wrong with the following “definition” of a limit?

“The limit of f(x)f(x), as xx approaches aa, is KK” means that given any δ>0\delta>0 there exists ϵ>0\epsilon>0 such that whenever ∣f(x)−K∣<ϵ|f(x)-K|< \epsilon, we have ∣x−a∣<δ|x-a|<\delta.

정답·풀이 보기

먼저 ϵ\epsilon 이 주어져야 하며, 제한 조건 ∣x−a∣<δ|x-a|<\delta 가 ∣f(x)−K∣<ϵ|f(x)-K|< \epsilon 을 함의하는 것이지 그 반대가 아니다.

원본 교재 풀이(영어)

ϵ\epsilon should be given first, and the restriction ∣x−a∣<δ|x-a|<\delta implies ∣f(x)−K∣<ϵ|f(x)-K|< \epsilon, not the other way around.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 1.2절 · 2번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)개념 확인자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
292.APEX · 1.2절 · 2번대학 수준우리말 번역

극한을 정할 때 xx-허용오차와 yy-허용오차 중 어느 것이 먼저 주어지나요?

영어 원문 보기

Which is given first in establishing a limit, the xx–tolerance or the yy–tolerance?

정답·풀이 보기

yy-허용오차이다.

원본 교재 풀이(영어)

The yy–tolerance.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 8번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)개념 확인자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
293.APEX · 1.2절 · 3번대학 수준우리말 번역

참/거짓: ϵ\epsilon 은 항상 양수여야 한다.

영어 원문 보기

T/F: ϵ\epsilon must always be positive.

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정답·풀이 보기
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)개념 확인자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
294.APEX · 1.2절 · 4번대학 수준우리말 번역

참/거짓: δ\delta 는 항상 양수여야 한다.

영어 원문 보기

T/F: δ\delta must always be positive.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)개념 확인자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
295.APEX · 1.2절 · 5번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→4(2x+5)=13\displaystyle \lim_{x\to 4} (2x+5) = 13

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→4(2x+5)=13\displaystyle \lim_{x\to 4} (2x+5) = 13

정답·풀이 보기

임의의 ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−4∣<δ|x-4|<\delta 일 때 ∣f(x)−13∣<ϵ|f(x)-13|<\epsilon 이 성립하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣f(x)−13∣<ϵ|f(x)-13|<\epsilon 을 살펴보면:

∣f(x)−13∣<ϵ∣(2x+5)−13∣<ϵ∣2x−8∣<ϵ2∣x−4∣<ϵ−ϵ/2<x−4<ϵ/2.\begin{gathered} |f(x) -13 | < \epsilon \\ |(2x+5)-13 |<\epsilon \\ | 2x-8 | < \epsilon \\ 2| x-4 | < \epsilon \\ -\epsilon/2 < x-4 < \epsilon/2. \\ \end{gathered}

이로부터 δ=ϵ/2\delta =\epsilon/2 로 놓을 수 있다. 그러면:

∣x−4∣<δ−δ<x−4<δ−ϵ/2<x−4<ϵ/2−ϵ<2x−8<ϵ−ϵ<(2x+5)−13<ϵ∣(2x+5)−13∣<ϵ,\begin{gathered} |x-4|<\delta \\ -\delta < x-4 < \delta\\ -\epsilon/2 < x-4 < \epsilon/2\\ -\epsilon < 2x-8 < \epsilon \\ -\epsilon < (2x+5)-13 < \epsilon \\ |(2x+5) - 13| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하려던 바이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−4∣<δ|x-4|<\delta, ∣f(x)−13∣<ϵ|f(x)-13|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−13∣<ϵ|f(x)-13|<\epsilon:

∣f(x)−13∣<ϵ∣(2x+5)−13∣<ϵ∣2x−8∣<ϵ2∣x−4∣<ϵ−ϵ/2<x−4<ϵ/2.\begin{gathered} |f(x) -13 | < \epsilon \\ |(2x+5)-13 |<\epsilon \\ | 2x-8 | < \epsilon \\ 2| x-4 | < \epsilon \\ -\epsilon/2 < x-4 < \epsilon/2. \\ \end{gathered}

This implies we can let δ=ϵ/2\delta =\epsilon/2. Then:

∣x−4∣<δ−δ<x−4<δ−ϵ/2<x−4<ϵ/2−ϵ<2x−8<ϵ−ϵ<(2x+5)−13<ϵ∣(2x+5)−13∣<ϵ,\begin{gathered} |x-4|<\delta \\ -\delta < x-4 < \delta\\ -\epsilon/2 < x-4 < \epsilon/2\\ -\epsilon < 2x-8 < \epsilon \\ -\epsilon < (2x+5)-13 < \epsilon \\ |(2x+5) - 13| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 12번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
296.APEX · 1.2절 · 6번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→5(3−x)=−2\displaystyle \lim_{x\to 5} (3-x) = -2

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→5(3−x)=−2\displaystyle \lim_{x\to 5} (3-x) = -2

정답·풀이 보기

임의의 ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−5∣<δ|x-5|<\delta 일 때 ∣f(x)−(−2)∣<ϵ|f(x)-(-2)|<\epsilon 이 성립하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣f(x)−(−2)∣<ϵ|f(x)-(-2)|<\epsilon 을 살펴보면:

∣f(x)+2∣<ϵ∣(3−x)+2∣<ϵ∣5−x∣<ϵ−ϵ<5−x<ϵ−ϵ<x−5<ϵ.\begin{gathered} |f(x) + 2 | < \epsilon \\ |(3-x) + 2 |<\epsilon \\ | 5-x | < \epsilon \\ -\epsilon < 5-x < \epsilon \\ -\epsilon < x-5 < \epsilon. \\ \end{gathered}

이로부터 δ=ϵ\delta =\epsilon 으로 놓을 수 있다. 그러면:

∣x−5∣<δ−δ<x−5<δ−ϵ<x−5<ϵ−ϵ<(x−3)−2<ϵ−ϵ<(−x+3)−(−2)<ϵ∣3−x−(−2)∣<ϵ,\begin{gathered} |x-5|<\delta \\ -\delta < x-5 < \delta\\ -\epsilon < x-5 < \epsilon\\ -\epsilon < (x-3)-2 < \epsilon \\ -\epsilon < (-x+3)-(-2) < \epsilon \\ |3-x - (-2)| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하려던 바이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−5∣<δ|x-5|<\delta, ∣f(x)−(−2)∣<ϵ|f(x)-(-2)|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−(−2)∣<ϵ|f(x)-(-2)|<\epsilon:

∣f(x)+2∣<ϵ∣(3−x)+2∣<ϵ∣5−x∣<ϵ−ϵ<5−x<ϵ−ϵ<x−5<ϵ.\begin{gathered} |f(x) + 2 | < \epsilon \\ |(3-x) + 2 |<\epsilon \\ | 5-x | < \epsilon \\ -\epsilon < 5-x < \epsilon \\ -\epsilon < x-5 < \epsilon. \\ \end{gathered}

This implies we can let δ=ϵ\delta =\epsilon. Then:

∣x−5∣<δ−δ<x−5<δ−ϵ<x−5<ϵ−ϵ<(x−3)−2<ϵ−ϵ<(−x+3)−(−2)<ϵ∣3−x−(−2)∣<ϵ,\begin{gathered} |x-5|<\delta \\ -\delta < x-5 < \delta\\ -\epsilon < x-5 < \epsilon\\ -\epsilon < (x-3)-2 < \epsilon \\ -\epsilon < (-x+3)-(-2) < \epsilon \\ |3-x - (-2)| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 1.2절 · 4번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
297.APEX · 1.2절 · 7번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→3(x2−3)=6\displaystyle \lim_{x\to 3} \big(x^2-3\big) = 6

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→3(x2−3)=6\displaystyle \lim_{x\to 3} \big(x^2-3\big) = 6

정답·풀이 보기

ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−3∣<δ|x-3|<\delta 일 때 ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon 이 성립하도록 하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣x−3∣|x-3| 에 대한 식을 얻어야 함에 유의하면서 ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon 을 생각하자.

∣f(x)−6∣<ϵ∣x2−3−6∣<ϵ∣x2−9∣<ϵ∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵ∣x−3∣<ϵ/∣x+3∣\begin{gathered} |f(x) -6 | < \epsilon \\ |x^2-3 -6 |<\epsilon \\ | x^2-9 | < \epsilon \\ | x-3 |\cdot|x+3| < \epsilon \\ | x-3 | < \epsilon/|x+3| \\ \end{gathered}

xx 가 3 가까이에 있으므로, 예를 들어 2<x<42<x<4 라고 가정해도 무방하다. 따라서

2+3<x+3<4+35<x+3<717<1x+3<15ϵ7<ϵx+3<ϵ5\begin{gathered} 2+3<x+3<4+3 \\ 5 < x+3 < 7 \\ \frac{1}{7} < \frac{1}{x+3} < \frac{1}{5} \\ \frac{\epsilon}{7} < \frac{\epsilon}{x+3} < \frac{\epsilon}{5} \\ \end{gathered}

δ=ϵ7\delta =\frac{\epsilon}{7} 로 놓자. 그러면 다음이 성립한다.

∣x−3∣<δ∣x−3∣<ϵ7∣x−3∣<ϵx+3∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵx+3⋅∣x+3∣\begin{gathered} |x-3|<\delta \\ |x-3| < \frac{\epsilon}7\\ |x-3| < \frac{\epsilon}{x+3}\\ |x-3|\cdot|x+3| < \frac{\epsilon}{x+3}\cdot|x+3|\\ \end{gathered}

xx 가 3 가까이에 있다고 가정하면 x+3x+3 은 양수이므로 오른쪽의 절댓값 기호를 없앨 수 있다.

∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵx+3⋅(x+3)∣x2−9∣<ϵ∣(x2−3)−6∣<ϵ,\begin{gathered} |x-3|\cdot|x+3| < \frac{\epsilon}{x+3}\cdot(x+3)\\ |x^2-9| < \epsilon\\ |(x^2-3) - 6| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하고자 했던 것이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−3∣<δ|x-3|<\delta, ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon, keeping in mind we want to make a statement about ∣x−3∣|x-3|:

∣f(x)−6∣<ϵ∣x2−3−6∣<ϵ∣x2−9∣<ϵ∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵ∣x−3∣<ϵ/∣x+3∣\begin{gathered} |f(x) -6 | < \epsilon \\ |x^2-3 -6 |<\epsilon \\ | x^2-9 | < \epsilon \\ | x-3 |\cdot|x+3| < \epsilon \\ | x-3 | < \epsilon/|x+3| \\ \end{gathered}

Since xx is near 3, we can safely assume that, for instance, 2<x<42<x<4. Thus

2+3<x+3<4+35<x+3<717<1x+3<15ϵ7<ϵx+3<ϵ5\begin{gathered} 2+3<x+3<4+3 \\ 5 < x+3 < 7 \\ \frac{1}{7} < \frac{1}{x+3} < \frac{1}{5} \\ \frac{\epsilon}{7} < \frac{\epsilon}{x+3} < \frac{\epsilon}{5} \\ \end{gathered}

Let δ=ϵ7\delta =\frac{\epsilon}{7}. Then:

∣x−3∣<δ∣x−3∣<ϵ7∣x−3∣<ϵx+3∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵx+3⋅∣x+3∣\begin{gathered} |x-3|<\delta \\ |x-3| < \frac{\epsilon}7\\ |x-3| < \frac{\epsilon}{x+3}\\ |x-3|\cdot|x+3| < \frac{\epsilon}{x+3}\cdot|x+3|\\ \end{gathered}

Assuming xx is near 3, x+3x+3 is positive and we can drop the absolute value signs on the right.

∣x−3∣⋅∣x+3∣<ϵx+3⋅(x+3)∣x2−9∣<ϵ∣(x2−3)−6∣<ϵ,\begin{gathered} |x-3|\cdot|x+3| < \frac{\epsilon}{x+3}\cdot(x+3)\\ |x^2-9| < \epsilon\\ |(x^2-3) - 6| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 1.2절 · 1번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
298.APEX · 1.2절 · 8번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→4(x2+x−5)=15\displaystyle \lim_{x\to 4} \big(x^2+x-5\big) = 15

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→4(x2+x−5)=15\displaystyle \lim_{x\to 4} \big(x^2+x-5\big) = 15

정답·풀이 보기

ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−4∣<δ|x-4|<\delta 일 때 ∣f(x)−15∣<ϵ|f(x)-15|<\epsilon 이 성립하도록 하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣x−4∣|x-4| 에 대한 식을 얻어야 함에 유의하면서 ∣f(x)−15∣<ϵ|f(x)-15|<\epsilon 을 생각하자.

∣f(x)−15∣<ϵ∣x2+x−5−15∣<ϵ∣x2+x−20∣<ϵ∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵ∣x−4∣<ϵ/∣x+5∣\begin{gathered} |f(x) -15 | < \epsilon \\ |x^2+x-5 -15 |<\epsilon \\ | x^2+x-20 | < \epsilon \\ | x-4 |\cdot|x+5| < \epsilon \\ | x-4 | < \epsilon/|x+5| \\ \end{gathered}

xx 가 4 가까이에 있으므로, 예를 들어 3<x<53<x<5 라고 가정해도 무방하다. 따라서

3+5<x+5<5+58<x+5<10110<1x+5<18ϵ10<ϵx+5<ϵ8\begin{gathered} 3+5<x+5<5+5 \\ 8 < x+5 < 10 \\ \frac{1}{10} < \frac{1}{x+5} < \frac{1}{8} \\ \frac{\epsilon}{10} < \frac{\epsilon}{x+5} < \frac{\epsilon}{8} \\ \end{gathered}

δ=ϵ10\delta =\frac{\epsilon}{10} 으로 놓자. 그러면 다음이 성립한다.

∣x−4∣<δ∣x−4∣<ϵ10∣x−4∣<ϵx+5∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵx+5⋅∣x+5∣\begin{gathered} |x-4|<\delta \\ |x-4| < \frac{\epsilon}{10}\\ |x-4| < \frac{\epsilon}{x+5}\\ |x-4|\cdot|x+5| < \frac{\epsilon}{x+5}\cdot|x+5|\\ \end{gathered}

xx 가 4 가까이에 있다고 가정하면 x+5x+5 는 양수이므로 오른쪽의 절댓값 기호를 없앨 수 있다.

∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵx+5⋅(x+5)∣x2+x−20∣<ϵ∣(x2+x−5)−15∣<ϵ,\begin{gathered} |x-4|\cdot|x+5| < \frac{\epsilon}{x+5}\cdot(x+5)\\ |x^2+x-20| < \epsilon\\ |(x^2+x-5) -15| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하고자 했던 것이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−4∣<δ|x-4|<\delta, ∣f(x)−15∣<ϵ|f(x)-15|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−15∣<ϵ|f(x)-15|<\epsilon, keeping in mind we want to make a statement about ∣x−4∣|x-4|:

∣f(x)−15∣<ϵ∣x2+x−5−15∣<ϵ∣x2+x−20∣<ϵ∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵ∣x−4∣<ϵ/∣x+5∣\begin{gathered} |f(x) -15 | < \epsilon \\ |x^2+x-5 -15 |<\epsilon \\ | x^2+x-20 | < \epsilon \\ | x-4 |\cdot|x+5| < \epsilon \\ | x-4 | < \epsilon/|x+5| \\ \end{gathered}

Since xx is near 4, we can safely assume that, for instance, 3<x<53<x<5. Thus

3+5<x+5<5+58<x+5<10110<1x+5<18ϵ10<ϵx+5<ϵ8\begin{gathered} 3+5<x+5<5+5 \\ 8 < x+5 < 10 \\ \frac{1}{10} < \frac{1}{x+5} < \frac{1}{8} \\ \frac{\epsilon}{10} < \frac{\epsilon}{x+5} < \frac{\epsilon}{8} \\ \end{gathered}

Let δ=ϵ10\delta =\frac{\epsilon}{10}. Then:

∣x−4∣<δ∣x−4∣<ϵ10∣x−4∣<ϵx+5∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵx+5⋅∣x+5∣\begin{gathered} |x-4|<\delta \\ |x-4| < \frac{\epsilon}{10}\\ |x-4| < \frac{\epsilon}{x+5}\\ |x-4|\cdot|x+5| < \frac{\epsilon}{x+5}\cdot|x+5|\\ \end{gathered}

Assuming xx is near 4, x+5x+5 is positive and we can drop the absolute value signs on the right.

∣x−4∣⋅∣x+5∣<ϵx+5⋅(x+5)∣x2+x−20∣<ϵ∣(x2+x−5)−15∣<ϵ,\begin{gathered} |x-4|\cdot|x+5| < \frac{\epsilon}{x+5}\cdot(x+5)\\ |x^2+x-20| < \epsilon\\ |(x^2+x-5) -15| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 14번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
299.APEX · 1.2절 · 9번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→1(2x2+3x+1)=6\displaystyle \lim_{x\to 1} \big(2x^2+3x+1\big) = 6

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→1(2x2+3x+1)=6\displaystyle \lim_{x\to 1} \big(2x^2+3x+1\big) = 6

정답·풀이 보기

ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−1∣<δ|x-1|<\delta 일 때 ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon 이 성립하도록 하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣x−1∣|x-1| 에 대한 명제를 만들어야 함을 염두에 두고 ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon 을 살펴보자.

∣f(x)−6∣<ϵ∣(2x2+3x+1)−6∣<ϵ∣2x2+3x−5∣<ϵ∣2x+5∣⋅∣x−1∣<ϵ∣x−1∣<ϵ/∣2x+5∣\begin{gathered} |f(x) -6 | < \epsilon \\ |(2x^2+3x+1)-6 |<\epsilon \\ | 2x^2+3x-5 | < \epsilon \\ | 2x+5 |\cdot|x-1| < \epsilon \\ | x-1 | < \epsilon/|2x+5| \\ \end{gathered}

xx 가 1 에 가까우므로, 예를 들어 0<x<20<x<2 라고 가정해도 무방하다. 따라서

0+5<2x+5<4+55<2x+5<919<12x+5<15ϵ9<ϵ2x+5<ϵ5\begin{gathered} 0+5<2x+5<4+5 \\ 5 < 2x+5 < 9 \\ \frac{1}{9} < \frac{1}{2x+5} < \frac{1}{5} \\ \frac{\epsilon}{9} < \frac{\epsilon}{2x+5} < \frac{\epsilon}{5} \\ \end{gathered}

δ=ϵ9\delta =\frac{\epsilon}{9} 라고 하자. 그러면 다음이 성립한다.

∣x−1∣<δ∣x−1∣<ϵ9∣x−1∣<ϵ2x+5∣x−1∣⋅∣2x+5∣<ϵ2x+5⋅∣2x+5∣\begin{gathered} |x-1|<\delta \\ |x-1| < \frac{\epsilon}{9}\\ |x-1| < \frac{\epsilon}{2x+5}\\ |x-1|\cdot|2x+5| < \frac{\epsilon}{2x+5}\cdot|2x+5|\\ \end{gathered}

xx 가 1 에 가깝다고 가정하면 2x+52x+5 는 양수이므로 오른쪽의 절댓값 기호를 없앨 수 있다.

∣x−1∣⋅∣2x+5∣<ϵ2x+5⋅(2x+5)∣2x2+3x−5∣<ϵ∣(2x2+3x+1)−6∣<ϵ,\begin{gathered} |x-1|\cdot|2x+5| < \frac{\epsilon}{2x+5}\cdot(2x+5)\\ |2x^2+3x-5| < \epsilon\\ |(2x^2+3x+1) -6| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하고자 했던 것이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−1∣<δ|x-1|<\delta, ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−6∣<ϵ|f(x)-6|<\epsilon, keeping in mind we want to make a statement about ∣x−1∣|x-1|:

∣f(x)−6∣<ϵ∣(2x2+3x+1)−6∣<ϵ∣2x2+3x−5∣<ϵ∣2x+5∣⋅∣x−1∣<ϵ∣x−1∣<ϵ/∣2x+5∣\begin{gathered} |f(x) -6 | < \epsilon \\ |(2x^2+3x+1)-6 |<\epsilon \\ | 2x^2+3x-5 | < \epsilon \\ | 2x+5 |\cdot|x-1| < \epsilon \\ | x-1 | < \epsilon/|2x+5| \\ \end{gathered}

Since xx is near 1, we can safely assume that, for instance, 0<x<20<x<2. Thus

0+5<2x+5<4+55<2x+5<919<12x+5<15ϵ9<ϵ2x+5<ϵ5\begin{gathered} 0+5<2x+5<4+5 \\ 5 < 2x+5 < 9 \\ \frac{1}{9} < \frac{1}{2x+5} < \frac{1}{5} \\ \frac{\epsilon}{9} < \frac{\epsilon}{2x+5} < \frac{\epsilon}{5} \\ \end{gathered}

Let δ=ϵ9\delta =\frac{\epsilon}{9}. Then:

∣x−1∣<δ∣x−1∣<ϵ9∣x−1∣<ϵ2x+5∣x−1∣⋅∣2x+5∣<ϵ2x+5⋅∣2x+5∣\begin{gathered} |x-1|<\delta \\ |x-1| < \frac{\epsilon}{9}\\ |x-1| < \frac{\epsilon}{2x+5}\\ |x-1|\cdot|2x+5| < \frac{\epsilon}{2x+5}\cdot|2x+5|\\ \end{gathered}

Assuming xx is near 1, 2x+52x+5 is positive and we can drop the absolute value signs on the right.

∣x−1∣⋅∣2x+5∣<ϵ2x+5⋅(2x+5)∣2x2+3x−5∣<ϵ∣(2x2+3x+1)−6∣<ϵ,\begin{gathered} |x-1|\cdot|2x+5| < \frac{\epsilon}{2x+5}\cdot(2x+5)\\ |2x^2+3x-5| < \epsilon\\ |(2x^2+3x+1) -6| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 10번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
300.APEX · 1.2절 · 10번대학 수준우리말 번역

연습문제 5–14에서, ϵ−δ\epsilon - \delta 증명을 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→2(x3−1)=7\displaystyle \lim_{x\to 2} \big(x^3-1\big) = 7

영어 원문 보기

In Exercises 5–14, prove the given limit using an ϵ−δ\epsilon - \delta proof.

lim⁡x→2(x3−1)=7\displaystyle \lim_{x\to 2} \big(x^3-1\big) = 7

정답·풀이 보기

ϵ>0\epsilon >0 이 주어졌다고 하자. ∣x−2∣<δ|x-2|<\delta 일 때 ∣f(x)−7∣<ϵ|f(x)-7|<\epsilon 이 성립하도록 하는 δ>0\delta >0 을 찾으려 한다.

∣x−2∣|x-2| 에 대한 식을 만들어야 함을 염두에 두고 ∣f(x)−7∣<ϵ|f(x)-7|<\epsilon 을 살펴보자.

∣f(x)−7∣<ϵ∣x3−1−7∣<ϵ∣x3−8∣<ϵ∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵ∣x−3∣<ϵ/∣x2+2x+4∣\begin{gathered} |f(x) -7 | < \epsilon \\ |x^3-1 -7 |<\epsilon \\ | x^3-8 | < \epsilon \\ | x-2 |\cdot|x^2+2x+4| < \epsilon \\ | x-3 | < \epsilon/|x^2+2x+4| \\ \end{gathered}

xx 가 2 에 가까우므로, 예를 들어 1<x<31<x<3 이라고 가정해도 무방하다. 따라서

12+2⋅1+4<x2+2x+4<32+2⋅3+47<x2+2x+4<19119<1x2+2x+4<17ϵ19<ϵx2+2x+4<ϵ7\begin{gathered} 1^2+2\cdot1+4<x^2+2x+4<3^2+2\cdot3+4 \\ 7 < x^2+2x+4 < 19 \\ \frac{1}{19} < \frac{1}{x^2+2x+4} < \frac{1}{7} \\ \frac{\epsilon}{19} < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4} < \frac{\epsilon}{7} \\ \end{gathered}

δ=ϵ19\delta =\frac{\epsilon}{19} 라 하자. 그러면 다음이 성립한다.

∣x−2∣<δ∣x−2∣<ϵ19∣x−2∣<ϵx2+2x+4∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵx2+2x+4⋅∣x2+2x+4∣\begin{gathered} |x-2|<\delta \\ |x-2| < \frac{\epsilon}{19}\\ |x-2| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\\ |x-2|\cdot|x^2+2x+4| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\cdot|x^2+2x+4|\\ \end{gathered}

xx 가 2 에 가깝다고 가정하면 x2+2x+4x^2+2x+4 는 양수이므로 오른쪽의 절댓값 기호를 없앨 수 있다.

∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵx2+2x+4⋅(x2+2x+4)∣x3−8∣<ϵ∣(x3−1)−7∣<ϵ,\begin{gathered} |x-2|\cdot|x^2+2x+4| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\cdot(x^2+2x+4)\\ |x^3-8| < \epsilon\\ |(x^3-1) - 7| < \epsilon, \end{gathered}

이는 우리가 증명하려던 것이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let ϵ>0\epsilon >0 be given. We wish to find δ>0\delta >0 such that when ∣x−2∣<δ|x-2|<\delta, ∣f(x)−7∣<ϵ|f(x)-7|<\epsilon.

Consider ∣f(x)−7∣<ϵ|f(x)-7|<\epsilon, keeping in mind we want to make a statement about ∣x−2∣|x-2|:

∣f(x)−7∣<ϵ∣x3−1−7∣<ϵ∣x3−8∣<ϵ∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵ∣x−3∣<ϵ/∣x2+2x+4∣\begin{gathered} |f(x) -7 | < \epsilon \\ |x^3-1 -7 |<\epsilon \\ | x^3-8 | < \epsilon \\ | x-2 |\cdot|x^2+2x+4| < \epsilon \\ | x-3 | < \epsilon/|x^2+2x+4| \\ \end{gathered}

Since xx is near 2, we can safely assume that, for instance, 1<x<31<x<3. Thus

12+2⋅1+4<x2+2x+4<32+2⋅3+47<x2+2x+4<19119<1x2+2x+4<17ϵ19<ϵx2+2x+4<ϵ7\begin{gathered} 1^2+2\cdot1+4<x^2+2x+4<3^2+2\cdot3+4 \\ 7 < x^2+2x+4 < 19 \\ \frac{1}{19} < \frac{1}{x^2+2x+4} < \frac{1}{7} \\ \frac{\epsilon}{19} < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4} < \frac{\epsilon}{7} \\ \end{gathered}

Let δ=ϵ19\delta =\frac{\epsilon}{19}. Then:

∣x−2∣<δ∣x−2∣<ϵ19∣x−2∣<ϵx2+2x+4∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵx2+2x+4⋅∣x2+2x+4∣\begin{gathered} |x-2|<\delta \\ |x-2| < \frac{\epsilon}{19}\\ |x-2| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\\ |x-2|\cdot|x^2+2x+4| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\cdot|x^2+2x+4|\\ \end{gathered}

Assuming xx is near 2, x2+2x+4x^2+2x+4 is positive and we can drop the absolute value signs on the right.

∣x−2∣⋅∣x2+2x+4∣<ϵx2+2x+4⋅(x2+2x+4)∣x3−8∣<ϵ∣(x3−1)−7∣<ϵ,\begin{gathered} |x-2|\cdot|x^2+2x+4| < \frac{\epsilon}{x^2+2x+4}\cdot(x^2+2x+4)\\ |x^3-8| < \epsilon\\ |(x^3-1) - 7| < \epsilon, \end{gathered}

which is what we wanted to prove.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 28번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)