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

39문제 · 1 / 2쪽

1.OpenStax 1권 · 3.1절 · 1번우리말 풀이

다음 문제에서는 Q=f(x)−f(a)x−aQ=\dfrac{f(x)-f(a)}{x-a} 를 써서 각 함수 y=f(x)y=f(x) 의 x1x_1 과 x2x_2 사이 할선의 기울기를 구하세요.

f(x)=4x+7; x1=2, x2=5f(x)=4x+7;\ x_1=2,\ x_2=5

영어 원문 보기

For the following exercises, use Q=f(x)−f(a)x−aQ=\frac{f(x)-f(a)}{x-a} to find the slope of the secant line between the values x1{x}_{1} and x2{x}_{2} for each function y=f(x).y=f(x).

f(x)=4x+7;x1=2,x2=5f(x)=4x+7;{x}_{1}=2,{x}_{2}=5

답 쓰고 채점
풀이 보기

할선의 기울기는 두 점 사이의 평균변화율, 즉 y의 변화량x의 변화량\dfrac{y\text{의 변화량}}{x\text{의 변화량}} 이에요.

  1. 1

    두 점의 yy 값을 구해요. f(2)=4⋅2+7=15f(2)=4\cdot2+7=15, f(5)=4⋅5+7=27f(5)=4\cdot5+7=27 이에요.

  2. 2

    기울기 공식에 넣어요.

    f(5)−f(2)5−2=27−153=123=4\frac{f(5)-f(2)}{5-2}=\frac{27-15}{3}=\frac{12}{3}=4

  3. 3

    확인해요. 일차함수의 그래프는 직선이라 어느 두 점을 잡아도 기울기가 같아요. 계수 44 와 같은 값이 나온 것이 맞아요.

답

44

자주 하는 실수

분자와 분모를 빼는 순서를 서로 다르게 해서 부호가 틀려요.

원본 교재 풀이(영어)

44

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.1절 · 5번
2.OpenStax 1권 · 3.1절 · 5번우리말 풀이

다음 문제에서 Q=f(x)−f(a)x−aQ=\frac{f(x)-f(a)}{x-a} 를 이용해, 각 함수 y=f(x)y=f(x) 에서 x1x_1 과 x2x_2 사이의 할선의 기울기를 구하세요.

f(x)=43x−1; x1=1, x2=3f(x)=\frac{4}{3x-1};\ x_1=1,\ x_2=3

영어 원문 보기

For the following exercises, use Q=f(x)−f(a)x−aQ=\frac{f(x)-f(a)}{x-a} to find the slope of the secant line between the values x1{x}_{1} and x2{x}_{2} for each function y=f(x).y=f(x).

f(x)=43x−1;x1=1,x2=3f(x)=\frac{4}{3x-1};{x}_{1}=1,{x}_{2}=3

답 쓰고 채점
풀이 보기

두 점을 지나는 할선의 기울기는 두 점의 yy 좌표 차를 xx 좌표 차로 나눈 평균변화율이에요.

  1. 1

    두 점의 함숫값을 구해요. f(1)=43−1=2f(1)=\dfrac{4}{3-1}=2, f(3)=49−1=12f(3)=\dfrac{4}{9-1}=\dfrac{1}{2} 예요. 따라서 두 점은 (1,2)(1,2), (3,12)\left(3,\tfrac12\right) 이에요.

  2. 2

    기울기 공식에 넣어요. Q=f(3)−f(1)3−1=12−22=−322=−34Q=\frac{f(3)-f(1)}{3-1}=\frac{\frac12-2}{2}=\frac{-\frac32}{2}=-\frac34

답

−34-\dfrac{3}{4}

자주 하는 실수

분모 3x−13x-1 에 xx 를 넣을 때 3⋅3−1=83\cdot 3-1=8 을 3⋅3−1=63\cdot 3-1=6 처럼 계산 실수하는 경우가 많아요.

원본 교재 풀이(영어)

−34-\frac{3}{4}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.1절 · 37번
3.OpenStax 1권 · 3.2절 · 36번우리말 풀이

다음 문제에서 계산기로 f(x)f(x) 의 그래프를 그리세요. 도함수 f′(x)f'(x) 를 구한 뒤 계산기로 f′(x)f'(x) 의 그래프도 그리세요.

[계산기 사용] f(x)=x3+1f(x)=x^3+1

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph f(x).f(x). Determine the function f′(x),{f}^{'}(x), then use a calculator to graph f′(x).{f}^{'}(x).

[T] f(x)=x3+1f(x)={x}^{3}+1

풀이 보기

xnx^n 의 도함수는 nxn−1nx^{n-1} 이고, 상수의 도함수는 0이에요.

  1. 1

    도함수를 구해요. x3x^3 은 3x23x^2 으로 미분되고, 상수 11 은 미분하면 00 이에요. 따라서 f′(x)=3x2+0=3x2f'(x)=3x^2+0=3x^2

  2. 2

    ff 의 그래프를 생각해요. y=x3+1y=x^3+1 은 y=x3y=x^3 의 그래프를 위로 1만큼 평행이동한 곡선이에요. 위로 옮겨도 기울기는 변하지 않으므로 f′f' 가 x3x^3 의 도함수와 같은 것과 맞아요.

  3. 3

    f′f' 의 그래프를 생각해요. y=3x2y=3x^2 은 꼭짓점이 원점인 아래로 볼록한 포물선이에요. y=x2y=x^2 보다 3배 가파르게 올라가요. 또 f′(0)=0f'(0)=0 이어서 ff 는 x=0x=0 에서 접선이 수평이고(그림에서 평평하게 눌린 부분), f′≥0f'\ge 0 이므로 ff 는 늘 증가해요. 주어진 그림에서도 점선(포물선)이 f′f' 이고 실선이 ff 예요.

답

f′(x)=3x2f'(x)=3x^2 (그래프: 원점을 꼭짓점으로 하는 아래로 볼록한 포물선)

자주 하는 실수

상수항 11 이 미분 후에도 남는다고 착각하는 실수가 있어요. 상수의 도함수는 0이에요.

원본 교재 풀이(영어)

f′(x)=3x2{f}^{'}(x)=3{x}^{2}

The function f(x) starts is the graph of the cubic function shifted up by 1. The function f’(x) is the graph of a parabola that is slightly steeper than the normal squared function.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.2절 · 12번
# 도함수의 뜻그래프·표 해석기본
4.OpenStax 1권 · 3.3절 · 8번우리말 풀이

다음 문제에서 각 함수의 f′(x)f'(x) 를 구하세요.

f(x)=x2(2x2+5x3)f(x)=x^2\left(\frac{2}{x^2}+\frac{5}{x^3}\right)

영어 원문 보기

For the following exercises, find f′(x){f}^{'}(x) for each function.

f(x)=x2(2x2+5x3)f(x)={x}^{2}\left(\frac{2}{{x}^{2}}+\frac{5}{{x}^{3}}\right)

풀이 보기

곱의 미분법을 쓰기 전에 식을 먼저 정리하면 훨씬 간단해져요.

  1. 1

    식부터 정리해요. 곱의 미분법을 바로 써도 되지만, 괄호를 풀면 훨씬 쉬워요. x2x^2 를 각 항에 곱하면 f(x)=x2⋅2x2+x2⋅5x3=2+5x(x≠0)f(x)=x^2\cdot\frac{2}{x^2}+x^2\cdot\frac{5}{x^3}=2+\frac{5}{x}\quad(x\neq 0)

  2. 2

    미분하기 좋은 꼴로 써요. 5x=5x−1\dfrac{5}{x}=5x^{-1} 이므로 f(x)=2+5x−1f(x)=2+5x^{-1} 이에요.

  3. 3

    항별로 미분해요. 상수 22 의 도함수는 00, 5x−15x^{-1} 의 도함수는 5⋅(−1)x−2=−5x−25\cdot(-1)x^{-2}=-5x^{-2} 예요. 그러므로 f′(x)=−5x2f'(x)=-\frac{5}{x^2}

답

f′(x)=−5x2f'(x)=-\dfrac{5}{x^2}

자주 하는 실수

지수가 음수일 때 x−1x^{-1} 의 도함수를 −x0-x^{0} 으로 잘못 계산해요. 지수에서 1을 빼면 x−2x^{-2} 가 돼요.

원본 교재 풀이(영어)

f′(x)=−5x2{f}^{'}(x)=\frac{-5}{{x}^{2}}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.3절 · 38번
# 다항함수의 미분법계산기본
5.OpenStax 1권 · 3.3절 · 16번우리말 풀이

주어진 점에서 함수의 그래프에 접하는 접선 T(x)T(x) 의 방정식을 구하세요. 그래프 계산기로 함수와 접선을 그려 보세요.

[계산기 사용] y=2x−3x2y=\frac{2}{x}-\frac{3}{{x}^{2}}, 점 (1,−1)(1,-1)

영어 원문 보기

For the following exercises, find an equation of the tangent line T(x)T(x) to the graph of the given function at the indicated point. Use a graphing calculator to graph the function and the tangent line.

[T] y=2x−3x2y=\frac{2}{x}-\frac{3}{{x}^{2}} at (1,−1)(1,-1)

풀이 보기

접선은 (점의 좌표)와 (그 점의 미분계수 = 기울기) 두 가지만 있으면 정해져요.

  1. 1

    분수식을 음의 거듭제곱으로 바꾸면 미분이 쉬워요.

    y=2x−1−3x−2y=2x^{-1}-3x^{-2}

  2. 2

    (xn)′=nxn−1(x^n)'=nx^{n-1} 로 미분해요.

    y′=−2x−2+6x−3=−2x2+6x3y'=-2x^{-2}+6x^{-3}=-\frac{2}{x^2}+\frac{6}{x^3}

  3. 3

    x=1x=1 에서의 기울기는 y′(1)=−2+6=4y'(1)=-2+6=4 예요.

  4. 4

    점 (1,−1)(1,-1) 을 지나고 기울기가 44 인 직선이에요.

    T(x)=4(x−1)−1=4x−5T(x)=4(x-1)-1=4x-5

    그래프에서도 곡선이 (1,−1)(1,-1) 에서 직선 T(x)T(x) 에 닿고, 이 직선이 yy 절편 −5-5 를 지나는 것을 확인할 수 있어요.

답

T(x)=4x−5T(x)=4x-5

자주 하는 실수

기울기를 구할 때 함숫값 y(1)=−1y(1)=-1 을 기울기로 착각해요. 기울기는 도함수의 값이에요.

원본 교재 풀이(영어)

The graph y is a two crescents with the crescent in the third quadrant sloping gently from (−3, −1) to (−1, −5) and the other crescent sloping more sharply from (0.8, −5) to (3, 0.2). The straight line T(x) is drawn through (0, −5) with slope 4.

T(x)=4x−5T(x)=4x-5

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.3절 · 32번
# 접선의 방정식그래프·표 해석기본
6.OpenStax 1권 · 3.4절 · 6번우리말 풀이

위치 함수 s(t)=t2−3t−4s(t)=t^2-3t-4는 차고에서 후진해 나온 뒤 일직선으로 달리는 자동차 뒤쪽의 위치를 나타내요. ss의 단위는 피트, tt의 단위는 초예요. 여기서 s(t)=0s(t)=0은 자동차 뒤쪽이 차고 문에 있는 순간이고, s(0)=−4s(0)=-4는 처음 위치가 차고 안쪽 4피트라는 뜻이에요.

a. s(t)=0s(t)=0일 때 자동차의 속도를 구하세요. b. s(t)=14s(t)=14일 때 자동차의 속도를 구하세요.

영어 원문 보기

The position function s(t)=t2−3t−4s(t)={t}^{2}-3t-4 represents the position of the back of a car backing out of a driveway and then driving in a straight line, where ss is in feet and tt is in seconds. In this case, s(t)=0s(t)=0 represents the time at which the back of the car is at the garage door, so s(0)=−4s(0)=-4 is the starting position of the car, 4 feet inside the garage.

a. Determine the velocity of the car when s(t)=0.s(t)=0. b. Determine the velocity of the car when s(t)=14.s(t)=14.

풀이 보기

속도는 위치를 시간에 대해 미분한 값이에요. 먼저 그 위치가 되는 시각 tt를 찾고 속도에 넣어요.

  1. 1

    위치를 미분하면 속도예요. v(t)=s′(t)=2t−3v(t)=s'(t)=2t-3이에요.

  2. 2

    (a) s(t)=0s(t)=0인 시각을 찾아요. t2−3t−4=(t−4)(t+1)=0t^2-3t-4=(t-4)(t+1)=0에서 t=4t=4 또는 t=−1t=-1이에요. 시간은 00 이상이어야 하므로 t=4t=4예요. 속도는 v(4)=2⋅4−3=5v(4)=2\cdot4-3=5 (피트/초)예요.

  3. 3

    (b) s(t)=14s(t)=14이면 t2−3t−18=0t^2-3t-18=0이고, (t−6)(t+3)=0(t-6)(t+3)=0이므로 t=6t=6 (음수인 t=−3t=-3은 버려요). 속도는 v(6)=2⋅6−3=9v(6)=2\cdot6-3=9 (피트/초)예요.

답

(a) 5 피트/초5\text{ 피트/초} (b) 9 피트/초9\text{ 피트/초}

자주 하는 실수

방정식을 풀 때 나온 음수 시각 tt를 버리지 않고 그대로 속도에 넣는 실수가 많아요.

원본 교재 풀이(영어)

a. 5 ft/s b. 9 ft/s

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.4절 · 20번
# 속도와 가속도활용기본
7.OpenStax 1권 · 3.4절 · 12번우리말 풀이

어떤 디지털 시계 라디오의 가격 pp(달러)와 수요량 xx 사이의 관계가 p=10−0.001xp=10-0.001x로 주어져요.

a. 수입 함수 R(x)R(x)를 구하세요. b. 한계수입 함수를 구하세요. c. x=2000x=2000과 x=5000x=5000에서의 한계수입을 구하세요.

영어 원문 보기

The price pp (in dollars) and the demand xx for a certain digital clock radio is given by the price–demand function p=10−0.001x.p=10-0.001x.

a. Find the revenue function R(x).R(x). b. Find the marginal revenue function. c. Find the marginal revenue at x=2000x=2000 and 5000.5000.

풀이 보기

수입은 (가격)×(판매량)이고, 한계수입은 수입 함수를 미분한 값(한 개 더 팔 때 늘어나는 수입)이에요.

  1. 1

    (a) 수입은 가격에 판매량을 곱한 값이에요. R(x)=x⋅p=x(10−0.001x)=10x−0.001x2R(x)=x\cdot p=x(10-0.001x)=10x-0.001x^2이에요.

  2. 2

    (b) 한계수입은 수입 함수의 도함수예요. R′(x)=10−0.002xR'(x)=10-0.002x예요.

  3. 3

    (c) 값을 대입해요. R′(2000)=10−0.002⋅2000=6R'(2000)=10-0.002\cdot2000=6, R′(5000)=10−0.002⋅5000=0R'(5000)=10-0.002\cdot5000=0이에요. 즉 2000개를 판매한 시점에서는 한 개 더 팔면 수입이 약 6달러 늘고, 5000개에서는 더 늘지 않아요.

답

(a) R(x)=10x−0.001x2R(x)=10x-0.001x^2 (b) R′(x)=10−0.002xR'(x)=10-0.002x (c) x=2000x=2000에서 66, x=5000x=5000에서 00 (단위: 달러/개)

자주 하는 실수

수입 R(x)R(x)를 구하지 않고 가격 pp를 그대로 미분해 −0.001-0.001이라고 답하는 실수가 있어요.

원본 교재 풀이(영어)

a. R(x)=10x−0.001x2R(x)=10x-0.001{x}^{2} b. R′(x)=10−0.002x{R}^{'}(x)=10-0.002x c. $6 per item, $0 per item

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.3절 · 8번
# 다항함수의 미분법활용기본
8.CLP-1 · 2.1절 · 1번우리말 번역

아래에 y=f(x)y=f(x) 의 그래프가 나와 있습니다. 그래프 위의 점 QQ 를 yy축의 왼쪽에서 선택하면, PP 와 QQ 를 지나는 할선의 기울기는 양수입니까, 음수입니까? 그래프 위의 점 QQ 를 yy축의 오른쪽에서 선택하면, PP 와 QQ 를 지나는 할선의 기울기는 양수입니까, 음수입니까?

그림

영어 원문 보기

Shown below is the graph y=f(x)y=f(x). If we choose a point QQ on the graph to the left of the yy-axis, is the slope of the secant line through PP and QQ positive or negative? If we choose a point QQ on the graph to the right of the yy-axis, is the slope of the secant line through PP and QQ positive or negative?

figure

정답·풀이 보기

QQ 가 yy축의 왼쪽에 있으면 QQ 와 PP 를 지나는 직선은 증가하므로 할선의 기울기는 양수이다. QQ 가 yy축의 오른쪽에 있으면 QQ 와 PP 를 지나는 직선은 감소하므로 할선의 기울기는 음수이다.

원본 교재 풀이(영어)

If QQ is to the left of the yy axis, the line through QQ and PP is increasing, so the secant line has positive slope. If QQ is to the right of the yy axis, the line through QQ and PP is decreasing, so the secant line has negative slope.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.1절 · 6번
# 접선의 방정식그래프·표 해석기본자동 분류
9.CLP-1 · 2.1절 · 3번우리말 번역

아래 함수들을 x=−2x=-2 에서 x=2x=2 까지의 할선의 기울기가 모두 같은 것끼리 묶으세요.

그림

그림

그림

그림

그림

그림

영어 원문 보기

Group the functions below into collections whose secant lines from x=−2x=-2 to x=2x=2 all have the same slopes.

figure

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figure

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정답·풀이 보기

모든 경우에서 할선의 기울기는 f(2)−f(−2)2−(−2)=f(2)−f(−2)4\dfrac{f(2)-f(-2)}{2-(-2)} = \dfrac{f(2)-f(-2)}{4} 이다. 따라서 두 직선의 기울기가 같다면 그 차 f(2)−f(−2)f(2)-f(-2) 의 값도 같다.

(a), (c), (e)의 그래프는 모두 f(2)−f(−2)=1f(2)-f(-2)=1 이므로 할선의 기울기가 모두 같다. (b)와 (f)의 그래프는 모두 f(2)−f(−2)=−1f(2)-f(-2)=-1 이므로 할선의 기울기가 서로 같다. (d)의 그래프는 f(2)−f(−2)=0f(2)-f(-2)=0 이고 이 성질을 가진 그래프는 (d)뿐이므로, 다른 그래프들과 할선의 기울기가 같지 않다.

원본 교재 풀이(영어)

The slope of the secant line will be f(2)−f(−2)2−(−2)=f(2)−f(−2)4\dfrac{f(2)-f(-2)}{2-(-2)} = \dfrac{f(2)-f(-2)}{4}, in every part. So, if two lines have the same slope, that means their differences f(2)−f(−2)f(2)-f(-2) will be the same.

The graphs in (a),(c), and (e) all have f(2)−f(−2)=1f(2)-f(-2)=1, so they all have the same secant line slope. The graphs in (b) and (f) both have f(2)−f(−2)=−1f(2)-f(-2)=-1, so they both have the same secant line slope. The graph in (d) has f(2)−f(−2)=0f(2)-f(-2)=0, and it is the only graph with this property, so it does not share its secant line slope with any of the other graphs.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.1절 · 1번
# 접선의 방정식그래프·표 해석기본자동 분류
10.CLP-1 · 2.2절 · 1번우리말 번역

함수 f(x)f(x)가 그림과 같이 주어져 있습니다. 아래 보기 중 도함수 dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x}를 설명하는 것을 모두 고르세요.

(a) 상수 (b) 증가 (c) 감소

(d) 항상 양수 (e) 항상 음수

그림

영어 원문 보기

The function f(x)f(x) is shown. Select all options below that describe its derivative, dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x}:

(a) constant (b) increasing (c) decreasing

(d) always positive (e) always negative

figure

정답·풀이 보기

주어진 함수는 직선이므로 기울기가 상수이다–(a). 함수가 항상 증가하므로 f′f'은 항상 양수이고, 따라서 (d)도 성립한다. 참고: 함수 자체가 때때로 음수인 것은 상관없다. 함수가 항상 증가하므로 기울기는 항상 양수이다. 또한 기울기가 상수이므로 f′f'은 증가하지도 감소하지도 않는다. 증가하는 것은 도함수가 아니라 함수이다.

원본 교재 풀이(영어)

The function shown is a line, so it has a constant slope–(a) . Since the function is always increasing, f′f' is always positive, so also (d) holds. Remark: it does not matter that the function itself is sometimes negative; the slope is always positive because the function is always increasing. Also, since the slope is constant, f′f' is neither increasing nor decreasing: it is the function that is increasing, not its derivative.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.2절 · 14번
# 도함수의 뜻그래프·표 해석기본자동 분류
11.CLP-1 · 2.2절 · 2번우리말 번역

함수 f(x)f(x)가 그림과 같이 주어져 있습니다. 아래 보기 중 도함수 dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x}를 설명하는 것을 모두 고르세요.

(a) 상수 (b) 증가 (c) 감소

(d) 항상 양수 (e) 항상 음수

그림

영어 원문 보기

The function f(x)f(x) is shown. Select all options below that describe its derivative, dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x}:

(a) constant (b) increasing (c) decreasing

(d) always positive (e) always negative

figure

정답·풀이 보기

함수가 항상 감소하므로 f′f'은 항상 음수이며, 이는 보기 (e)이다. 그러나 함수는 가파른 정도가 커졌다 작아졌다를 반복하므로 f′f'은 증가와 감소를 여러 번 번갈아 하며, 다른 보기는 성립하지 않는다.

참고: ff는 항상 양수이지만 (d)는 성립하지 않는다!

원본 교재 풀이(영어)

The function is always decreasing, so f′f' is always negative, option (e). However, the function alternates between being more and less steep, so f′f' alternates between increasing and decreasing several times, and no other options hold.

Remark: ff is always positive, but (d) does not hold!

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.2절 · 3번
# 도함수의 뜻그래프·표 해석기본자동 분류
12.CLP-1 · 2.2절 · 3번우리말 번역

함수 f(x)f(x) 의 그래프가 그림과 같다. 다음 중 도함수 dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x} 를 설명하는 것을 모두 고르세요:

(a) 상수 (b) 증가 (c) 감소 (d) 항상 양수 (e) 항상 음수

그림

영어 원문 보기

The function f(x)f(x) is shown. Select all options below that describe its derivative, dfdx\displaystyle \frac{\mathrm{d}f}{\mathrm{d}x}:

(a) constant (b) increasing (c) decreasing (d) always positive (e) always negative

figure

정답·풀이 보기

그래프의 왼쪽 끝에서 ff 는 빠르게 감소하므로 f′f' 은 절댓값이 큰 음수이다. 그다음 x=0x=0 쪽으로 갈수록 ff 는 덜 빠르게 감소하므로 f′f' 은 절댓값이 더 작은 음수이다. 0 을 지나면 ff 는 증가하므로 f′f' 은 양수이다. 오른쪽으로 갈수록 ff 는 점점 더 빠르게 증가하므로 f′f' 은 증가하는 양수이다. 이로부터 f′f' 은 그림에 나타난 구간 전체에서 증가함을 알 수 있다. 따라서 (b)는 성립하고 (a)와 (c)는 성립하지 않는다. 또 f′f' 은 yy 축의 왼쪽에서 음수이고 오른쪽에서 양수이므로 (d)와 (e)도 성립하지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

At the left end of the graph, ff is decreasing rapidly, so f′f' is a strongly negative number. Then as we move towards x=0x=0, ff decreases less rapidly, so f′f' is a less strongly negative number. As we pass 0, ff increases, so f′f' is a positive number. As we move to the right, ff increases more and more rapidly, so f′f' is an increasing positive number. This description tells us that f′f' increases for the entire range shown. So (b) holds, but not (a) or (c). Since f′f' is negative to the left of the yy axis, and positive to the right of it, also (d) and (e) do not hold.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.2절 · 13번
# 도함수의 뜻그래프·표 해석기본자동 분류
13.CLP-1 · 2.2절 · 4번우리말 번역

f(x)=x3f(x) = x^3 이 x=0x = 0 에서 미분가능하다는 것이 무엇을 뜻하는지 극한을 이용하여 서술하세요.

영어 원문 보기

State, in terms of a limit, what it means for f(x)=x3f(x) = x^3 to be differentiable at x=0x = 0.

정답·풀이 보기

정의에 따라 극한 lim⁡h→0f(h)−f(0)h=lim⁡h→0h3−0h\lim_{h\rightarrow 0}\frac{f(h)-f(0)}{h} =\lim_{h\rightarrow 0}\frac{h^3-0}{h} 이 존재하면 f(x)=x3f(x) = x^3 은 x=0x = 0 에서 미분가능하다.

원본 교재 풀이(영어)

By definition, f(x)=x3f(x) = x^3 is differentiable at x=0x = 0 if the limit lim⁡h→0f(h)−f(0)h=lim⁡h→0h3−0h\lim_{h\rightarrow 0}\frac{f(h)-f(0)}{h} =\lim_{h\rightarrow 0}\frac{h^3-0}{h} exists.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.2절 · 12번
# 도함수의 뜻계산기본자동 분류
14.CLP-1 · 2.2절 · 5번우리말 번역

f′(x)f'(x) 가 존재하지 않는 xx 의 값을 구하세요.

그림

영어 원문 보기

For which values of xx does f′(x)f'(x) not exist?

figure

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

f′(−1)f'(-1) 은 존재하지 않는다. x=−1x=-1 의 왼쪽에서는 기울기가 상당히 큰 양수(약 +1+1 로 보인다)이고 오른쪽에서는 기울기가 −1/4-1/4 이기 때문이다. 미분계수는 극한을 포함하므로, 그 극한이 존재하려면 왼쪽에서의 극한과 오른쪽에서의 극한이 일치해야 한다. x=−1x=-1 에서 그래프가 날카로운 각을 이루는 것은 왼쪽 극한과 오른쪽 극한이 일치하지 않음을 나타내므로 미분계수는 존재하지 않는다.

f′(3)f'(3) 도 존재하지 않는다. 이를 확인하는 한 가지 방법은 이 점에서 함수가 불연속임에 주목하는 것이다. 더 직관적으로 보면, f(3)=1f(3)=1 이므로 한 끝점을 (3,1)(3,1) 로 하고 다른 끝점을 x=3x=3 의 바로 오른쪽에 잡아 할선을 그으면, 아래 그림과 같이 기울기가 절댓값이 점점 커지는 음수가 된다. xx 가 오른쪽에서 33 으로 갈 때 이 할선들의 기울기의 극한을 구하면 −∞-\infty 이다. (이것은 왼쪽에서의 기울기 −14-\frac{1}{4} 과 분명히 일치하지 않는다.)

그림

x=−3x=-3 에서는 그래프에 어떤 “변화”가 있지만 매끄러운 곡선이므로 이곳에서 미분계수는 존재한다.

원본 교재 풀이(영어)

f′(−1)f'(-1) does not exist, because to the left of x=−1x=-1 the slope is a pretty big positive number (looks like around +1+1) and to the right the slope is −1/4-1/4. Since the derivative involves a limit, that limit needs to match the limit from the left and the limit from the right. The sharp angle made by the graph at x=−1x=-1 indicates that the left and right limits do not match, so the derivative does not exist.

f′(3)f'(3) also does not exist. One way to see this is to notice that the function is discontinuous here. More viscerally, note that f(3)=1f(3)=1, so as we take secant lines with one endpoint (3,1)(3,1), and the other endpoint just to the right of x=3x=3, we get slopes that are more and more strongly negative, as shown in the picture below. If we take the limit of the slopes of these secant lines as xx goes to 33 from the right, we get −∞-\infty. (This certainly doesn't match the slope from the left, which is −14-\frac{1}{4}.)

figure

At x=−3x=-3, there is some kind of “change" in the graph; however, it is a smooth curve, so the derivative exists here.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.2절 · 11번
# 도함수의 뜻그래프·표 해석기본자동 분류
15.CLP-1 · 2.2절 · 8번우리말 번역

s(t)s(t) 가 함수이고, tt 는 초 단위로, ss 는 미터 단위로 측정된다고 하자. 이때 s′(t)s'(t) 의 단위를 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose s(t)s(t) is a function, with tt measured in seconds, and ss measured in metres. What are the units of s′(t)s'(t)?

정답·풀이 보기

도함수의 정의를 이용하면, s′(t)=lim⁡h→0s(t+h)−s(t)hs'(t)=\lim_{h \to 0}\frac{s(t+h)-s(t)}{h} 분자의 단위는 미터이고, 분모의 단위는 초이다(분모는 함수의 입력의 변화에서 나오기 때문이다). 따라서 s′(t)s'(t) 의 단위는 초당 미터이다.

참고: 위치 함수의 도함수가 속도를 준다는 것을 배웠다. 이 예에서 위치는 미터로 주어지고, 속도는 초당 미터로 측정된다.

원본 교재 풀이(영어)

Using the definition of the derivative, s′(t)=lim⁡h→0s(t+h)−s(t)hs'(t)=\lim_{h \to 0}\frac{s(t+h)-s(t)}{h} The units of the numerator are meters, and the units of the denominator are seconds (since the denominator comes from the change in the input of the function). So, the units of s′(t)s'(t) are metres per second.

Remark: we learned that the derivative of a position function gives velocity. In this example, the position is given in metres, and the velocity is measured in metres per second.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.2절 · 9번
# 도함수의 뜻활용기본자동 분류
16.CLP-1 · 2.4절 · 1번우리말 번역

참 또는 거짓: ff 와 gg 가 미분가능한 함수일 때, ddx{f(x)+g(x)}=f′(x)+g′(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)+g(x)\}=f'(x)+g'(x) 이다.

영어 원문 보기

True or false: ddx{f(x)+g(x)}=f′(x)+g′(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)+g(x)\}=f'(x)+g'(x) when ff and gg are differentiable functions.

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정답·풀이 보기

참이다. 이것은 합의 미분법이 말하는 내용 그대로이다.

원본 교재 풀이(영어)

True: this is exactly what the Sum Rule states.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 15번
# 다항함수의 미분법개념 확인기본자동 분류
17.CLP-1 · 2.4절 · 2번우리말 번역

참 또는 거짓: ff 와 gg 가 미분가능한 함수일 때, ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g′(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)g(x)\}=f'(x)g'(x) 이다.

영어 원문 보기

True or false: ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g′(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)g(x)\}=f'(x)g'(x) when ff and gg are differentiable functions.

정답·풀이 보기

일반적으로 거짓이다. 곱의 미분법에 따르면 ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)g(x)\}=f'(x)g(x)+f(x)g'(x) 이다. 반대로 할 수 없는 이유를 보여 주는 간단한 예로 f(x)=g(x)=xf(x)=g(x)=x 를 생각하자. 그러면 이 등식은 ddx{x2}=(1)(1)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^2\}=(1)(1) 이 되는데, 이는 거짓이다.

원본 교재 풀이(영어)

False, in general. The product rule tells us ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)g(x)\}=f'(x)g(x)+f(x)g'(x). An easy example of why we can't do it the other way is to take f(x)=g(x)=xf(x)=g(x)=x. Then the equation becomes ddx{x2}=(1)(1)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^2\}=(1)(1), which is false.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 3번
# 다항함수의 미분법개념 확인기본자동 분류
18.CLP-1 · 2.4절 · 3번우리말 번역

참 또는 거짓: ff 와 gg 가 미분가능한 함수일 때, ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)g2(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\dfrac{f(x)}{g(x)}\right\}=\dfrac{f'(x)}{g(x)}-\dfrac{f(x)g'(x)}{g^2(x)} 이다.

영어 원문 보기

True or false: ddx{f(x)g(x)}=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)g2(x)\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\dfrac{f(x)}{g(x)}\right\}=\dfrac{f'(x)}{g(x)}-\dfrac{f(x)g'(x)}{g^2(x)} when ff and gg are differentiable functions.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

참이다. 몫의 미분법에 따르면 ddx{f(x)g(x)}=g(x)f′(x)−f(x)g′(x)g2(x)=g(x)f′(x)g2(x)−f(x)g′(x)g2(x)=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)g2(x).\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{f(x)}{g(x)}\right\}=\frac{g(x)f'(x)-f(x)g'(x)}{g^2(x)} = \frac{g(x)f'(x)}{g^2(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g^2(x)} = \frac{f'(x)}{g(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g^2(x)}.

원본 교재 풀이(영어)

True: the quotient rule tells us ddx{f(x)g(x)}=g(x)f′(x)−f(x)g′(x)g2(x)=g(x)f′(x)g2(x)−f(x)g′(x)g2(x)=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)g2(x).\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{f(x)}{g(x)}\right\}=\frac{g(x)f'(x)-f(x)g'(x)}{g^2(x)} = \frac{g(x)f'(x)}{g^2(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g^2(x)} = \frac{f'(x)}{g(x)}-\frac{f(x)g'(x)}{g^2(x)}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 1번
# 다항함수의 미분법개념 확인기본자동 분류
19.CLP-1 · 2.4절 · 4번우리말 번역

ff 를 미분가능한 함수라 하자. 적어도 세 가지 서로 다른 규칙을 사용하여 g(x)=3f(x)g(x)=3f(x) 를 미분하고, 모두 같은 답을 주는지 확인하세요.

영어 원문 보기

Let ff be a differentiable function. Use at least three different rules to differentiate g(x)=3f(x)g(x)=3f(x), and verify that they all give the same answer.

정답·풀이 보기

창의적으로 생각하면 미분하는 방법을 많이 찾을 수 있다!

상수배: g′(x)=3f′(x)g'(x)=3f'(x).

곱의 미분법: g′(x)=ddx{3}f(x)+3f′(x)=0f(x)+3f′(x)=3f′(x)g'(x) = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{3\}f(x)+3f'(x)=0f(x)+3f'(x)=3f'(x).

합의 미분법: g′(x)=ddx{f(x)+f(x)+f(x)}=f′(x)+f′(x)+f′(x)=3f′(x)g'(x)=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)+f(x)+f(x)\}=f'(x)+f'(x)+f'(x)=3f'(x).

몫의 미분법: g′(x)=ddx{f(x)13}=13f′(x)−f(x)(0)19=13f′(x)19=9(13)f′(x)=3f′(x)g'(x)=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{f(x)}{\frac{1}{3}}\right\}= \frac{\frac{1}{3}f'(x)-f(x)(0)}{\frac{1}{9}}=\frac{\frac{1}{3}f'(x)}{\frac{1}{9}}=9\left(\frac{1}{3}\right)f'(x)=3f'(x).

모든 규칙이 g′(x)=3f′(x)g'(x)=3f'(x) 를 준다.

원본 교재 풀이(영어)

If you're creative, you can find lots of ways to differentiate!

Constant multiple: g′(x)=3f′(x)g'(x)=3f'(x).

Product rule: g′(x)=ddx{3}f(x)+3f′(x)=0f(x)+3f′(x)=3f′(x)g'(x) = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{3\}f(x)+3f'(x)=0f(x)+3f'(x)=3f'(x).

Sum rule: g′(x)=ddx{f(x)+f(x)+f(x)}=f′(x)+f′(x)+f′(x)=3f′(x)g'(x)=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)+f(x)+f(x)\}=f'(x)+f'(x)+f'(x)=3f'(x).

Quotient rule: g′(x)=ddx{f(x)13}=13f′(x)−f(x)(0)19=13f′(x)19=9(13)f′(x)=3f′(x)g'(x)=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{f(x)}{\frac{1}{3}}\right\}= \frac{\frac{1}{3}f'(x)-f(x)(0)}{\frac{1}{9}}=\frac{\frac{1}{3}f'(x)}{\frac{1}{9}}=9\left(\frac{1}{3}\right)f'(x)=3f'(x).

All rules give g′(x)=3f′(x)g'(x)=3f'(x).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 16번
# 다항함수의 미분법증명·논술기본자동 분류
20.CLP-1 · 2.6절 · 1번우리말 번역

다음 계산에서 틀린 곳을 찾아 바로잡으세요.

f(x)=2xx+1f′(x)=2(x+1)+2x(x+1)2=2(x+1)(x+1)2=2x+1\begin{aligned} f(x)&=\frac{2x}{x+1}\\ f'(x)&=\frac{2(x+1)+2x}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2(x+1)}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2}{x+1} \end{aligned}

영어 원문 보기

Spot and correct the error(s) in the following calculation.

f(x)=2xx+1f′(x)=2(x+1)+2x(x+1)2=2(x+1)(x+1)2=2x+1\begin{aligned} f(x)&=\frac{2x}{x+1}\\ f'(x)&=\frac{2(x+1)+2x}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2(x+1)}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2}{x+1} \end{aligned}

정답·풀이 보기

몫의 미분법에서는 덧셈이 아니라 뺄셈이 들어간다. 또한 2(x+1)+2x2(x+1)+2x 는 2(x+1)2(x+1) 과 같지 않다.

올바른 계산은 다음과 같다.

f(x)=2xx+1f′(x)=2(x+1)−2x(x+1)2=2(x+1)2\begin{aligned} f(x)&=\frac{2x}{x+1}\\ f'(x)&=\frac{2(x+1) -2x}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2}{(x+1)^2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

In the quotient rule, there is a minus, not a plus. Also, 2(x+1)+2x2(x+1)+2x is not the same as 2(x+1)2(x+1).

The correct version is:

f(x)=2xx+1f′(x)=2(x+1)−2x(x+1)2=2(x+1)2\begin{aligned} f(x)&=\frac{2x}{x+1}\\ f'(x)&=\frac{2(x+1) -2x}{(x+1)^2}\\ &=\frac{2}{(x+1)^2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 15번
# 다항함수의 미분법계산기본자동 분류