어떤 함수 의 도함수가 임이 알려져 있습니다. 의 식은 알지 못한다는 점에 유의하세요.
(a) 이 되는 의 값을 모두 구하세요. 대수적으로 답을 정당화하되, 결론을 뒷받침하도록 의 그래프를 포함하세요. (b) 그래프를 이용하여 추론하여, 인 의 값의 구간을 구하세요. 이것이 원래 함수 의 거동에 대해 무엇을 말해 주는지 설명하세요. (c) 이라고 가정하고, 에서 의 접선을 구하여 이를 이용한 근삿값으로 의 값을 어림하세요. 어림한 값이 의 참값보다 큰지 작은지 판단하고, 그 이유를 설명하세요.
영어 원문 보기
For a certain function , its derivative is known to be . Note that you do not know a formula for .
(a) At what -value(s) is ? Justify your answer algebraically, but include a graph of to support your conclusion. (b) Reasoning graphically, for what intervals of -values is ? What does this tell you about the behavior of the original function ? Explain. (c) Assuming that , estimate the value of by finding and using the tangent line approximation to at . Is your estimate larger or smaller than the true value of ? Justify your answer.
정답·풀이 보기
(a) 의 거듭제곱은 항상 양수이므로(따라서 이 될 수 없으므로), 이 되게 하는 값은 뿐이다. 이는 의 그래프를 그려 보면 축과 에서만 만남을 볼 수 있다는 점에서도 확인된다( 가 한없이 커지거나 작아질 때 그래프가 축에 가까워지는 것은 볼 수 있다). (b) 이 증가하는 곳에서는 임을 안다. 의 그래프에서 은 대략 구간 에서 증가함을 알 수 있고, 따라서 는 이 구간에서 아래로 볼록이다. (c) 에서의 접선을 이용한 근삿값은 이다. 따라서 이다. 및 그 근처에서 이므로 는 그곳에서 위로 볼록이고, 따라서 접선은 곡선 위쪽에 놓인다. 그러므로 우리가 어림한 값은 의 참값보다 크다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) Since raised to any power is always positive (and thus never ), it follows that the only value that makes is . This is confirmed by plotting where we only see the graph cross the -axis at (though we do see the graph approach the -axis) as increases or decreases without bound). (b) We know that wherever is increasing. From the graph of , we see that is increasing approximately on the interval , and thus is concave up on this interval. (c) The tangent line approximation at is . Thus, . Since at and around , is concave down there, and therefore the tangent line lies above the curve. This makes our estimate larger than the true value of .