문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 극한·미분 심화

극한의 엄밀한 정의(ε-δ)

ε-δ 논법으로 극한값을 증명한다

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

27문제 · 1 / 2쪽

1.OpenStax 1권 · 2.5절 · 13번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 사용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→2(5x+8)=18\lim_{x\to 2}(5x+8)=18

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given limits.

lim⁡x→2(5x+8)=18\lim_{x\to 2}(5x+8)=18

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 32번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 1권 · 2.5절 · 14번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 사용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→3x2−9x−3=6\lim_{x\to 3}\frac{{x}^{2}-9}{x-3}=6

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given limits.

lim⁡x→3x2−9x−3=6\lim_{x\to 3}\frac{{x}^{2}-9}{x-3}=6

정답·풀이 보기

δ=ε\delta =\varepsilon 이라 하자. 0<∣x−3∣<ε0<|x-3|<\varepsilon 이면 ∣x+3−6∣=∣x−3∣<ε|x+3-6|=|x-3|<\varepsilon 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let δ=ε.\delta =\varepsilon . If 0<∣x−3∣<ε,0<|x-3|<\varepsilon , then ∣x+3−6∣=∣x−3∣<ε.|x+3-6|=|x-3|<\varepsilon .

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 16번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 1권 · 2.5절 · 15번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 사용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→22x2−3x−2x−2=5\lim_{x\to 2}\frac{2{x}^{2}-3x-2}{x-2}=5

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given limits.

lim⁡x→22x2−3x−2x−2=5\lim_{x\to 2}\frac{2{x}^{2}-3x-2}{x-2}=5

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 12번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 1권 · 2.5절 · 16번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 사용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→0x4=0\lim_{x\to 0}{x}^{4}=0

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given limits.

lim⁡x→0x4=0\lim_{x\to 0}{x}^{4}=0

정답·풀이 보기

δ=ε4\delta =\sqrt[4]{\varepsilon } 이라 하자. 0<∣x∣<ε40<|x|<\sqrt[4]{\varepsilon } 이면 ∣x4∣=x4<ε|{x}^{4}|={x}^{4}<\varepsilon 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let δ=ε4.\delta =\sqrt[4]{\varepsilon }. If 0<∣x∣<ε4,0<|x|<\sqrt[4]{\varepsilon }, then ∣x4∣=x4<ε.|{x}^{4}|={x}^{4}<\varepsilon .

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 10번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
5.OpenStax 1권 · 2.5절 · 17번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 극한을 증명하세요.

lim⁡x→2(x2+2x)=8\lim_{x\to 2}({x}^{2}+2x)=8

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given limits.

lim⁡x→2(x2+2x)=8\lim_{x\to 2}({x}^{2}+2x)=8

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 16번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
6.OpenStax 1권 · 2.5절 · 18번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 한쪽 극한을 증명하세요.

lim⁡x→5−5−x=0\lim_{x\to {5}^{-}}\sqrt{5-x}=0

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given one-sided limits.

lim⁡x→5−5−x=0\lim_{x\to {5}^{-}}\sqrt{5-x}=0

정답·풀이 보기

δ=ε2\delta ={\varepsilon }^{2} 이라 하자. 5−ε2<x<55-{\varepsilon }^{2}<x<5 이면 ∣5−x∣=5−x<ε|\sqrt{5-x}|=\sqrt{5-x}<\varepsilon 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let δ=ε2.\delta ={\varepsilon }^{2}. If 5−ε2<x<5,5-{\varepsilon }^{2}<x<5, then ∣5−x∣=5−x<ε.|\sqrt{5-x}|=\sqrt{5-x}<\varepsilon .

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 14번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
7.OpenStax 1권 · 2.5절 · 19번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 한쪽 극한을 증명하세요.

lim⁡x→0+f(x)=−2, 단 여기서 f(x)={8x−3, ( x<0 일 때)4x−2, ( x≥0 일 때).\lim_{x\to {0}^{+}}f(x)=-2,\,\text{단 여기서}\,f(x)=\{\begin{array}{c}8x-3,\,\text{(}\,x<0\text{ 일 때)}\\ 4x-2,\,\text{(}\,x\ge 0\text{ 일 때)}\end{array}.

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given one-sided limits.

lim⁡x→0+f(x)=−2, where f(x)={8x−3, if x<04x−2, if x≥0.\lim_{x\to {0}^{+}}f(x)=-2,\,\text{where}\,f(x)=\{\begin{array}{c}8x-3,\,\text{if}\,x<0 \\ 4x-2,\,\text{if}\,x\ge 0\end{array}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 22번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
8.OpenStax 1권 · 2.5절 · 20번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 한쪽 극한을 증명하세요.

lim⁡x→1−f(x)=3, 여기서 f(x)={5x−2, ( x<1 일 때)7x−1, ( x≥1 일 때).\lim_{x\to {1}^{-}}f(x)=3,\,\text{여기서}\,f(x)=\{\begin{array}{c}5x-2,\,\text{(}\,x<1\text{ 일 때)}\\ 7x-1,\,\text{(}\,x\ge 1\text{ 일 때)}\end{array}.

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given one-sided limits.

lim⁡x→1−f(x)=3, where f(x)={5x−2, if x<17x−1, if x≥1.\lim_{x\to {1}^{-}}f(x)=3,\,\text{where}\,f(x)=\{\begin{array}{c}5x-2,\,\text{if}\,x<1 \\ 7x-1,\,\text{if}\,x\ge 1\end{array}.

정답·풀이 보기

δ=ε/5\delta =\varepsilon /5 로 놓는다. 1−ε/5<x<11-\varepsilon /5<x<1 이면 ∣f(x)−3∣=5x−5<ε|f(x)-3|=5x-5<\varepsilon 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let δ=ε/5.\delta =\varepsilon /5. If 1−ε/5<x<1,1-\varepsilon /5<x<1, then ∣f(x)−3∣=5x−5<ε.|f(x)-3|=5x-5<\varepsilon .

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 22번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
9.OpenStax 1권 · 2.5절 · 21번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 무한대로의 극한을 증명하세요.

lim⁡x→01x2=∞\lim_{x\to 0}\frac{1}{{x}^{2}}=\infty

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given infinite limits.

lim⁡x→01x2=∞\lim_{x\to 0}\frac{1}{{x}^{2}}=\infty

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 6번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
10.OpenStax 1권 · 2.5절 · 22번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 무한대 극한을 증명하세요.

lim⁡x→−13(x+1)2=∞\lim_{x\to -1}\frac{3}{{(x+1)}^{2}}=\infty

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given infinite limits.

lim⁡x→−13(x+1)2=∞\lim_{x\to -1}\frac{3}{{(x+1)}^{2}}=\infty

정답·풀이 보기

δ=3M\delta =\sqrt{\frac{3}{M}} 이라 하자. 0<∣x+1∣<3M0<|x+1|<\sqrt{\frac{3}{M}} 이면 f(x)=3(x+1)2>Mf(x)=\frac{3}{{(x+1)}^{2}}>M 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let δ=3M.\delta =\sqrt{\frac{3}{M}}. If 0<∣x+1∣<3M,0<|x+1|<\sqrt{\frac{3}{M}}, then f(x)=3(x+1)2>M.f(x)=\frac{3}{{(x+1)}^{2}}>M.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 28번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
11.OpenStax 1권 · 2.5절 · 23번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 주어진 무한대 극한을 증명하세요.

lim⁡x→2−1(x−2)2=−∞\lim_{x\to 2}-\frac{1}{{(x-2)}^{2}}=-\infty

영어 원문 보기

In the following exercises, use the precise definition of limit to prove the given infinite limits.

lim⁡x→2−1(x−2)2=−∞\lim_{x\to 2}-\frac{1}{{(x-2)}^{2}}=-\infty

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 1.2절 · 2번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
12.OpenStax 1권 · 2.5절 · 25번대학 수준우리말 번역

극한의 엄밀한 정의를 이용하여 다음 극한이 존재하지 않음을 증명하세요: lim⁡x→1∣x−1∣x−1\lim_{x\to 1}\frac{|x-1|}{x-1}.

영어 원문 보기

Use the precise definition of limit to prove that the following limit does not exist: lim⁡x→1∣x−1∣x−1.\lim_{x\to 1}\frac{|x-1|}{x-1}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 30번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
13.OpenStax 1권 · 2.5절 · 26번대학 수준우리말 번역

극한의 정확한 정의를 이용하여, f(x)f(x) 가 올림 함수일 때 lim⁡x→0f(x)\lim_{x\to 0}f(x) 가 존재하지 않음을 증명하세요. (힌트: 임의의 δ<1.)\delta <1.) 로 시도해 보세요.

영어 원문 보기

Using precise definitions of limits, prove that lim⁡x→0f(x)\lim_{x\to 0}f(x) does not exist, given that f(x)f(x) is the ceiling function. (Hint: Try any δ<1.)\delta <1.)

정답·풀이 보기

답은 다양할 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Answers may vary.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 20번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
14.OpenStax 1권 · 2.5절 · 27번대학 수준우리말 번역

극한의 엄밀한 정의를 이용하여 lim⁡x→0f(x)\lim_{x\to 0}f(x) 가 존재하지 않음을 증명하세요: f(x)={1 : x 가 유리수일 때0 : x 가 무리수일 때.f(x)=\left\{\begin{array}{l}1\,\text{:}\,x\,\text{가 유리수일 때} \\ 0\,\text{:}\,x\,\text{가 무리수일 때}\end{array}\right.. (힌트: 유리수 0<r<d0<r<d 를 항상 고를 수 있지만 ∣f(r)−0∣=1.)|f(r)-0|=1.) 임을 생각해 보세요.

영어 원문 보기

Using precise definitions of limits, prove that lim⁡x→0f(x)\lim_{x\to 0}f(x) does not exist: f(x)={1 if x is rational0 if x is irrational.f(x)=\left\{\begin{array}{l}1\,\text{if}\,x\,\text{is rational} \\ 0\,\text{if}\,x\,\text{is irrational}\end{array}\right.. (Hint: Think about how you can always choose a rational number 0<r<d,0<r<d, but ∣f(r)−0∣=1.)|f(r)-0|=1.)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 2번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
15.OpenStax 1권 · 2.5절 · 29번대학 수준우리말 번역

앞의 연습문제의 함수를 이용하여, 극한의 정확한 정의로 a≠0a\ne 0 일 때 lim⁡x→af(x)\lim_{x\to a}f(x) 가 존재하지 않음을 보이세요.

영어 원문 보기

Using the function from the previous exercise, use the precise definition of limits to show that lim⁡x→af(x)\lim_{x\to a}f(x) does not exist for a≠0.a\ne 0.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 20번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
16.OpenStax 1권 · 2.5절 · 30번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서 lim⁡x→af(x)=L\lim_{x\to a}f(x)=L 과 lim⁡x→ag(x)=M\lim_{x\to a}g(x)=M 이 모두 존재한다고 가정합니다. 극한의 정확한 정의를 이용하여 다음 극한의 성질을 증명하세요:

lim⁡x→a(f(x)+g(x))=L+M\lim_{x\to a}(f(x)+g(x))=L+M

영어 원문 보기

For the following exercises, suppose that lim⁡x→af(x)=L\lim_{x\to a}f(x)=L and lim⁡x→ag(x)=M\lim_{x\to a}g(x)=M both exist. Use the precise definition of limits to prove the following limit laws:

lim⁡x→a(f(x)+g(x))=L+M\lim_{x\to a}(f(x)+g(x))=L+M

정답·풀이 보기

lim⁡x→a(f(x))+lim⁡x→a(g(x))=L+M\begin{array}{c}\lim_{x\to a}(f(x))+\lim_{x\to a}(g(x)) \\ =L+M\end{array}

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→a(f(x))+lim⁡x→a(g(x))=L+M\begin{array}{c}\lim_{x\to a}(f(x))+\lim_{x\to a}(g(x)) \\ =L+M\end{array}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 18번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
17.OpenStax 1권 · 2.5절 · 32번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서, lim⁡x→af(x)=L\lim_{x\to a}f(x)=L 과 lim⁡x→ag(x)=M\lim_{x\to a}g(x)=M 이 모두 존재한다고 가정하세요. 극한의 엄밀한 정의를 이용하여 다음 극한의 성질을 증명하세요:

lim⁡x→a[f(x)g(x)]=LM.\lim_{x\to a}[f(x)g(x)]=LM. (힌트: ∣f(x)g(x)−LM∣=|f(x)g(x)-LM|= ∣f(x)g(x)−f(x)M+f(x)M−LM∣≤∣f(x)∣∣g(x)−M∣+∣M∣∣f(x)−L∣.)|f(x)g(x)-f(x)M+f(x)M-LM|\le |f(x)||g(x)-M|+|M||f(x)-L|.)

영어 원문 보기

For the following exercises, suppose that lim⁡x→af(x)=L\lim_{x\to a}f(x)=L and lim⁡x→ag(x)=M\lim_{x\to a}g(x)=M both exist. Use the precise definition of limits to prove the following limit laws:

lim⁡x→a[f(x)g(x)]=LM.\lim_{x\to a}[f(x)g(x)]=LM. (Hint: ∣f(x)g(x)−LM∣=|f(x)g(x)-LM|= ∣f(x)g(x)−f(x)M+f(x)M−LM∣≤∣f(x)∣∣g(x)−M∣+∣M∣∣f(x)−L∣.)|f(x)g(x)-f(x)M+f(x)M-LM|\le |f(x)||g(x)-M|+|M||f(x)-L|.)

정답·풀이 보기

답은 다양할 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Answers may vary.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.5절 · 30번
# 극한의 엄밀한 정의(ε-δ)증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
18.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)
19.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
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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
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