유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
7문제 · 1 / 1쪽
1.OpenStax 1권 · 4.2절 · 41번대학 수준우리말 번역
아이스크림 콘의 높이는 4 in. 이고 반지름은 1 in. 입니다. 콘의 두께가 0.1 in. 일 때, 껍질을 포함한 콘의 부피와 껍질 안에 들어갈 수 있는 아이스크림의 부피의 차는 얼마인지 구하세요.
영어 원문 보기
An ice cream cone has height 4 in. and radius 1 in. If the cone is 0.1 in. thick, what is the difference between the volume of the cone, including the shell, and the volume of the ice cream you can fit inside the shell?
지름이 1cm인 플라스틱 구를 여러 개 만들려고 합니다. 제조 공정의 정확도가 1mm일 때, 구의 부피에서 전파 오차는 얼마인가요?
영어 원문 보기
Exercises 31–34 use differentials to approximate propagated error.
A set of plastic spheres are to be made with a diameter of 1cm. If the manufacturing process is accurate to 1mm, what is the propagated error in volume of the spheres?
돌이 t초 동안 떨어지는 거리(피트)는 d(t)=16t2 으로 주어집니다. 돌을 떨어뜨려 바닥에 닿는 소리를 듣는 방법으로 구멍의 깊이를 어림하려고 합니다. 시간 측정의 정확도가 2/10ths초이고 측정한 시간이 다음과 같을 때, 전파 오차는 얼마인가요?
(a) 2초
(b) 5초
영어 원문 보기
Exercises 31–34 use differentials to approximate propagated error.
The distance, in feet, a stone drops in t seconds is given by d(t)=16t2. The depth of a hole is to be approximated by dropping a rock and listening for it to hit the bottom. What is the propagated error if the time measurement is accurate to 2/10ths of a second and the measured time is:
이 책의 이 부분까지는 숙제 문제 하나를 푸는 데 모두 약 5분이 걸립니다. 이 절에서 배운 용어를 사용하여 다음 질문에 답하세요. 15분을 더 쓰면 숙제 문제를 몇 개 더 끝낼 수 있습니까?
영어 원문 보기
At this point in the book, every homework problem takes you about 5 minutes. Use the terms you learned in this section to answer the question: if you spend 15 minutes more, how many more homework problems will you finish?
정답·풀이 보기
f(x) 를 x 분 동안 공부했을 때 끝낸 문제의 수라 하자.
문제에서 5Δy≈Δx 임을 알 수 있다. 따라서 Δx=15 이면 Δy≈3 이다. 즉, 15분을 더 쓰면 약 3문제를 더 끝낼 것이다.
참고: 이 문제에 쓰인 수학은 일부러 쉽게 만든 것이다. Δy 나 f(x+Δx) 같은 기호는 헷갈릴 수 있지만, 기본 개념은 꽤 간단하다.
원본 교재 풀이(영어)
Let f(x) be the number of problems finished after x minutes of work.
The question tells us that 5Δy≈Δx. So, if Δx=15, Δy≈3. That is, in 15 minutes more, you will finish about 3 more problems.
Remark: the math behind this problem is intended to be easy! Looking at symbols like Δy and f(x+Δx) can be confusing, but the basic idea is pretty simple.
높이 x 미터의 절벽에서 물로 뛰어내릴 때, 물에 닿는 순간의 속력은 다음과 같이 주어진다.
s(x)=19.6xsecm
마지막 다이빙은 높이 4 미터에서 한 것이었다.
(a) Δy 의 선형 근사를 이용하여, 높이 5 미터에서 뛰어내릴 때 물에 닿는 순간 얼마나 더 빠르게 떨어질지 어림하세요.
(b) 한 다이버가 세 번 뛰어내린다. 첫 번째는 x 미터에서, 두 번째는 x+Δx 미터에서, 세 번째는 x+2Δx 미터에서 뛰어내리며, x 와 Δx 는 고정된 양수이다.
첫 번째 점프에서 두 번째 점프로 갈 때의 종단 속력의 증가량과, 두 번째 점프에서 세 번째 점프로 갈 때의 종단 속력의 증가량 중 어느 쪽이 더 큰지 구하세요.
영어 원문 보기
When diving off a cliff from x metres above the water, your speed as you hit the water is given by
s(x)=19.6xsecm
Your last dive was from a height of 4 metres.
(a) Use a linear approximation of Δy
to estimate how much faster you will be falling when you hit the water if you jump from a height of 5 metres.
(b) A diver makes three jumps: the first is from x metres, the second from
x+Δx metres, and the third from
x+2Δx metres, for some fixed positive values of x and Δx.
Which is bigger: the increase in terminal speed from the first to the second jump, or the increase in terminal speed from the second to the third jump?
정답·풀이 보기
(a)
x 가 4 근처일 때, Δy 의 선형 근사는
Δy문제에서 Δx=5−4=1 이다. 미분하면,s′(t)s′(4)선형근사에의하여Δy≈s′(4)Δx=19.6⋅2x1=x4.9,이므로=44.9≈44.9(1)≈1.1
따라서 4 미터에서 5 미터로 높이를 올리면 물에 닿는 순간의 속력은 약 1.1 미터/초 증가한다.
(b) 이번에도 선형 근사를 이용하면
Δy≈s′(a)Δx=a4.9⋅Δx
첫 두 점프 사이와 마지막 두 점프 사이의 높이 차이는 Δx 로 같다. 첫 번째 점프의 처음 높이는 두 번째 점프의 처음 높이보다 낮다. 그러므로 a 에 해당하는 값은 첫 번째 점프에서가 두 번째 점프에서보다 작다. 따라서 Δy 는 첫 두 점프 사이에서가 마지막 두 점프 사이에서보다 크다. 즉, 첫 번째 점프에서 두 번째 점프로 갈 때의 속력 증가량이 두 번째 점프에서 세 번째 점프로 갈 때의 속력 증가량보다 크다.
이를 식으로 더 나타내면, 첫 두 점프 사이의 종단 속력의 변화는
Δy한편다음두점프사이의종단속력의변화는Δy≈x4.9⋅Δx≈x+Δx4.9⋅Δx
x 와 Δx 가 양수일 때 x4.9⋅Δx>x+Δx4.9⋅Δx 이므로, 종단 속력의 변화는 첫 두 점프 사이에서가 다음 두 점프 사이에서보다 크다.
원본 교재 풀이(영어)
(a)
When x is near 4, the linear approximation of Δy is
ΔyFrom the problem, Δx=5−4=1. Differentiating,s′(t)s′(4)The linear approximation gives usΔy≈s′(4)Δx=19.6⋅2x1=x4.9, so =44.9≈44.9(1)≈1.1
So moving from 4 metres to 5 metres increases the speed with which you hit the water by about 1.1 metres per second.
(b) Again, we'll use the linear approximation
Δy≈s′(a)Δx=a4.9⋅Δx
The difference in height between the first two jumps and between the last two jumps is the same, Δx. The initial height of the first jump is smaller than the initial height of the second jump. So, the value corresponding to a is smaller for the first jump than for the second. Therefore, Δy is larger between the first two jumps than it is between the last two jumps. So, the increase in speed from the first jump to the second is larger than the increase in speed from the second jump to the third.
To put that more symbolically, the change in terminal speed between the first two jumps is
Δywhile the change in terminal speed between the next two jumps isΔy≈x4.9⋅Δx≈x+Δx4.9⋅Δx
Since x4.9⋅Δx>x+Δx4.9⋅Δx (when x and Δx are positive), the change in terminal speed is greater between the first two jumps than between the next two jumps.
직선 경로를 따라 움직이는 물체의 위치 함수 y=s(t) 는 미분가능하고, s(t) 는 시각 t 에서 원점에 대한 물체의 위치를 나타낸다. 시각 t=9 초일 때 물체의 위치는 s(9)=4 피트(즉, 원점의 오른쪽 4피트)라고 알려져 있다. 또한 t=9 에서 물체의 순간 속도는 초당 −1.2 피트이고, 같은 순간의 가속도는 초당 0.08 피트씩 변하는 속도, 즉 0.08 피트/초²이다.
(a) 국소선형성을 이용하여 t=9.34 에서 물체의 위치를 어림하세요.
(b) 어림한 값이 실제보다 클 가능성이 높은가요, 작을 가능성이 높은가요? 그 이유는 무엇인가요?
(c) t=9 에서 움직이는 물체의 운동 양상을 일상 언어로 설명하세요. 물체는 원점을 향해 움직이고 있나요, 원점에서 멀어지고 있나요? 속도는 증가하고 있나요, 감소하고 있나요?
영어 원문 보기
An object moving along a straight line path has a differentiable position function y=s(t); s(t) measures the object's position relative to the origin at time t. It is known that at time t=9 seconds, the object's position is s(9)=4 feet (i.e., 4 feet to the right of the origin). Furthermore, the object's instantaneous velocity at t=9 is −1.2 feet per second, and its acceleration at the same instant is 0.08 feet per second per second.
(a) Use local linearity to estimate the position of the object at t=9.34.
(b) Is your estimate likely too large or too small? Why?
(c) In everyday language, describe the behavior of the moving object at t=9. Is it moving toward the origin or away from it? Is its velocity increasing or decreasing?
정답·풀이 보기
(a) t=a 에서 s 의 선형근사 L 은 L(t)=s(a)+s′(a)(t−a) 이다. 주어진 정보인 s(9)=4 와 s′(9)=−1.2 를 이용하면 t=9 에서 s 의 선형근사를 구할 수 있다. 따라서 t=9 에서 s 의 선형근사는 L(t)=4−1.2(t−9) 이다. 선형근사의 한 가지 쓰임은, t 가 9 에 가까울 때 L(t) 가 s(t) 의 좋은 근삿값이 된다는 것이다. 그러므로
s(9.34)≈L(9.34)=4−1.2(0.34)=3.592.
(b) s′′(4)=0.08 이 양수이므로 s 의 그래프는 t=4 에서 아래로 볼록임을 알 수 있다. 이는 t=4 에서 s 의 선형근사가 s 의 그래프보다 아래쪽에 놓인다는 뜻이고, 따라서 L(9.34) 는 s(9.34) 보다 작게 어림한 값이다.
(c) s′(4) 가 음수이므로 물체는 원래 위치를 향해 되돌아가고 있다. s′′(4) 가 양수라는 것은 t=4 에서 물체의 속도가 증가하고 있다는 뜻이다. 이는 물체가 t=4 에서 출발 위치를 향해 움직이면서 실제로는 느려지고 있음을 뜻한다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) The linearization L of s at t=a is L(t)=s(a)+s′(a)(t−a). With the information we have we can find the linearization of s at t=9, using the facts that s(9)=4 and s′(9)=−1.2. Thus, the linearization of s at t=9 is L(t)=4−1.2(t−9). One use of the linearization is that for t close to 9, L(t) can provide a good approximation to s(t). So
s(9.34)≈L(9.34)=4−1.2(0.34)=3.592.
(b) Since s′′(4)=0.08 is positive, we know that the graph of s is concave up at t=4. This means that the linearization of s at t=4 lies below the graph of s and so L(9.34) is an underestimate to s(9.34).
(c) Given that s′(4) is negative, the object is moving back toward its original position. The fact that s′′(4) is positive means that the velocity of the object is increasing at t=4. This means that the object is actually slowing down as it moves toward toward its starting position at t=4.