문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 극한·미분 심화

로피탈 정리

0/0, ∞/∞ 등 부정형의 극한을 분자·분모를 미분해서 구한다

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

12문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 1권 · 4.8절 · 41번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 사용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0ex−1x\lim_{x\to 0}\frac{{e}^{x}-1}{x}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0ex−1x\lim_{x\to 0}\frac{{e}^{x}-1}{x}

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.7절 · 18번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 1권 · 4.8절 · 42번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 사용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0xsin⁡(1x)\lim_{x\to 0}x\sin \left(\frac{1}{x}\right)

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0xsin⁡(1x)\lim_{x\to 0}x\sin \left(\frac{1}{x}\right)

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 1권 · 4.8절 · 43번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 사용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→1x−11−cos⁡(πx)\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{1-\cos (\pi x)}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→1x−11−cos⁡(πx)\lim_{x\to 1}\frac{x-1}{1-\cos (\pi x)}

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.8절 · 2번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 1권 · 4.8절 · 44번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 사용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→1e(x−1)−1x−1\lim_{x\to 1}\frac{{e}^{(x-1)}-1}{x-1}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→1e(x−1)−1x−1\lim_{x\to 1}\frac{{e}^{(x-1)}-1}{x-1}

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
5.OpenStax 1권 · 4.8절 · 45번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 사용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→1(x−1)2ln⁡x\lim_{x\to 1}\frac{{(x-1)}^{2}}{\ln x}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→1(x−1)2ln⁡x\lim_{x\to 1}\frac{{(x-1)}^{2}}{\ln x}

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.7절 · 4번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
6.OpenStax 1권 · 4.8절 · 46번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한의 값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 이용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→π1+cos⁡xsin⁡x\lim_{x\to \pi }\frac{1+\cos x}{\sin x}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→π1+cos⁡xsin⁡x\lim_{x\to \pi }\frac{1+\cos x}{\sin x}

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정답·풀이 보기
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
7.OpenStax 1권 · 4.8절 · 47번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한의 값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 이용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0(csc⁡x−1x)\lim_{x\to 0}\left(\csc x-\frac{1}{x}\right)

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0(csc⁡x−1x)\lim_{x\to 0}\left(\csc x-\frac{1}{x}\right)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.8절 · 14번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
8.OpenStax 1권 · 4.8절 · 48번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한의 값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 이용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0+tan⁡(xx)\lim_{x\to {0}^{+}}\tan ({x}^{x})

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0+tan⁡(xx)\lim_{x\to {0}^{+}}\tan ({x}^{x})

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정답·풀이 보기

tan⁡(1)\tan (1)

원본 교재 풀이(영어)

tan⁡(1)\tan (1)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.8절 · 18번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
9.OpenStax 1권 · 4.8절 · 49번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한의 값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 이용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0+ln⁡xsin⁡x\lim_{x\to {0}^{+}}\frac{\ln x}{\sin x}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0+ln⁡xsin⁡x\lim_{x\to {0}^{+}}\frac{\ln x}{\sin x}

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.8절 · 10번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
10.OpenStax 1권 · 4.8절 · 50번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 극한의 값을 어림한 다음, 로피탈의 정리를 이용하여 극한을 직접 구하세요.

[계산기 사용] lim⁡x→0ex−e−xx\lim_{x\to 0}\frac{{e}^{x}-{e}^{-x}}{x}

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function and estimate the value of the limit, then use L’Hôpital’s rule to find the limit directly.

[T] lim⁡x→0ex−e−xx\lim_{x\to 0}\frac{{e}^{x}-{e}^{-x}}{x}

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
11.Active Calculus · 3.2절 · 11번대학 수준우리말 번역

ff 와 gg 를 미분가능한 함수라 하고, 다음 정보가 알려져 있다고 하자: f(3)=g(3)=0f(3) = g(3) = 0, f′(3)=g′(3)=0f'(3) = g'(3) = 0, f′′(3)=−2f''(3) = -2, g′′(3)=1g''(3) = 1. 새로운 함수 hh 를 h(x)=f(x)g(x)h(x) = \frac{f(x)}{g(x)} 로 정의하자. 같은 좌표축 위에 x=3x = 3 근처에서 ff 와 gg 의 가능한 그래프를 그리고, 주어진 정보를 이용하여 다음 극한의 값을 구하세요.

lim⁡x→3h(x) .\lim_{x \to 3} h(x)\,.

결론을 뒷받침하는 설명을 쓰세요.

영어 원문 보기

Let ff and gg be differentiable functions about which the following information is known: f(3)=g(3)=0f(3) = g(3) = 0, f′(3)=g′(3)=0f'(3) = g'(3) = 0, f′′(3)=−2f''(3) = -2, and g′′(3)=1g''(3) = 1. Let a new function hh be given by the rule h(x)=f(x)g(x)h(x) = \frac{f(x)}{g(x)}. On the same set of axes, sketch possible graphs of ff and gg near x=3x = 3, and use the provided information to determine the value of

lim⁡x→3h(x) .\lim_{x \to 3} h(x)\,.

Provide explanation to support your conclusion.

정답·풀이 보기

ff 와 gg 의 가능한 그래프는 아래 그림과 같다. 극한을 구하기 위해 로피탈의 정리를 두 번 적용할 수 있다. f(3)=g(3)=0f(3) = g(3) = 0 이므로 로피탈의 정리에 의해

lim⁡x→3f(x)g(x)=lim⁡x→3f′(x)g′(x) .\lim_{x \to 3} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to 3} \frac{f'(x)}{g'(x)}\,. 이다. f′(3)=g′(3)=0f'(3) = g'(3) = 0 이므로 이 극한도 여전히 부정형이고, 정리를 다시 적용하면

lim⁡x→3f(x)g(x)=lim⁡x→3f′′(x)g′′(x)=f′′(3)g′′(3)=−21 .\lim_{x \to 3} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to 3} \frac{f''(x)}{g''(x)} = \frac{f''(3)}{g''(3)} = \frac{-2}{1}\,. 이다. 따라서 lim⁡x→3h(x)=−2\lim_{x \to 3} h(x) = -2 이다.

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원본 교재 풀이(영어)

See the figure below for possible graphs of ff and gg. To evaluate the limit, we can apply L'Hôpital's Rule twice. Since f(3)=g(3)=0f(3) = g(3) = 0, we know by the rule that

lim⁡x→3f(x)g(x)=lim⁡x→3f′(x)g′(x) .\lim_{x \to 3} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to 3} \frac{f'(x)}{g'(x)}\,. Since f′(3)=g′(3)=0f'(3) = g'(3) = 0, the limit is still indeterminate, and we can apply the rule again to get

lim⁡x→3f(x)g(x)=lim⁡x→3f′′(x)g′′(x)=f′′(3)g′′(3)=−21 .\lim_{x \to 3} \frac{f(x)}{g(x)} = \lim_{x \to 3} \frac{f''(x)}{g''(x)} = \frac{f''(3)}{g''(3)} = \frac{-2}{1}\,. Hence, lim⁡x→3h(x)=−2\lim_{x \to 3} h(x) = -2.

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한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.8절 · 50번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
12.Active Calculus · 3.2절 · 12번대학 수준우리말 번역

다음 함수의 수직 점근선과 수평 점근선을 모두 구하세요.

R(x)=3(x−a)(x−b)5(x−a)(x−c) ,R(x) = \frac{3(x-a)(x-b)}{5(x-a)(x-c)}\,, 여기서 aa, bb, cc 는 서로 다른 임의의 상수이다. 또한 RR 가 연속이 아닌 xx 의 값을 모두 쓰세요. aa, bb, cc 의 값을 분명히 표시하여 RR 의 그래프의 가능한 모양을 그리세요.

영어 원문 보기

Find all vertical and horizontal asymptotes of the function

R(x)=3(x−a)(x−b)5(x−a)(x−c) ,R(x) = \frac{3(x-a)(x-b)}{5(x-a)(x-c)}\,, where aa, bb, and cc are distinct, arbitrary constants. In addition, state all values of xx for which RR is not continuous. Sketch a possible graph of RR, clearly labeling the values of aa, bb, and cc.

정답·풀이 보기

먼저, RR 의 분자와 분모가 모두 이차식이므로 x→∞x \to \infty 일 때의 극한은 최고차항의 계수의 비로 구할 수 있다. 즉,

lim⁡x→∞R(x)=35\lim_{x \to \infty} R(x) = \frac{3}{5}

이므로 RR 의 수평 점근선은 y=35y = \frac{3}{5} 이다.

다음으로, bb 와 cc 가 서로 다르므로 x=bx = b 일 때 RR 의 분자는 0이고 (분모는 0이 아니고), 따라서 R(b)=0R(b) = 0 이다. 또한 x=cx = c 일 때 분모는 0이고 (분자는 0이 아니고), 이로 인해 x=cx = c 에 수직 점근선이 생긴다.

마지막으로, x=ax = a 는 분자와 분모를 모두 0으로 만든다. 따라서 R(a)R(a) 는 정의되지 않으므로 RR 의 그래프는 x=ax = a 에서 구멍이 있거나 수직 점근선을 가진다. 어느 쪽인지 판단하기 위해 극한을 계산하면

lim⁡x→a3(x−a)(x−b)5(x−a)(x−c)=lim⁡x→a3(x−b)5(x−c)=3(a−b)5(a−c) .\lim_{x \to a} \frac{3(x-a)(x-b)}{5(x-a)(x-c)} = \lim_{x \to a} \frac{3(x-b)}{5(x-c)} = \frac{3(a-b)}{5(a-c)}\,. 이는 RR 가 점 (a,3(a−b)5(a−c))(a, \frac{3(a-b)}{5(a-c)}) 에 구멍을 가짐을 나타낸다. 게다가 RR 는 x=ax = a 와 x=cx = c 에서 연속이 아니다.

RR 의 그래프의 가능한 모양은 다음 그림과 같다.

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원본 교재 풀이(영어)

First, we note that since both the numerator and denominator of RR are quadratic, the limit as x→∞x \to \infty can be found by taking the quotient of the leading coefficients. In particular,

lim⁡x→∞R(x)=35\lim_{x \to \infty} R(x) = \frac{3}{5}

and thus the horizontal asymptote of RR is y=35y = \frac{3}{5}.

Next, since bb and cc are distinct, we see that the numerator of RR is zero (and the denominator is not) when x=bx = b, and thus R(b)=0R(b) = 0. In addition, the denominator is zero (and the numerator is not) when x=cx = c, and this results in there being a vertical asymptote at x=cx = c.

Finally, we observe that x=ax = a makes both the numerator and denominator zero. Since R(a)R(a) is thus not defined, the graph of RR has either a hole or a vertical asymptote at x=ax = a. To determine which, we evaluate the limit and see that

lim⁡x→a3(x−a)(x−b)5(x−a)(x−c)=lim⁡x→a3(x−b)5(x−c)=3(a−b)5(a−c) .\lim_{x \to a} \frac{3(x-a)(x-b)}{5(x-a)(x-c)} = \lim_{x \to a} \frac{3(x-b)}{5(x-c)} = \frac{3(a-b)}{5(a-c)}\,. This tells us that RR has a hole at the point (a,3(a−b)5(a−c))(a, \frac{3(a-b)}{5(a-c)}). Moreover, RR is not continuous at x=ax = a and x=cx = c.

A possible graph of RR is shown in the following figure.

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한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 3.2절 · 11번
# 로피탈 정리그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)