를 미분하고 그 결과를 인수분해하세요.
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Differentiate and factor the result.
문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 미분
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79문제 · 3 / 4쪽
를 미분하고 그 결과를 인수분해하세요.
Differentiate and factor the result.
을 미분하세요.
Differentiate .
각 항이 의 거듭제곱이 되도록 식을 조금 바꿔 쓸 수 있다:
We can rewrite slightly to make every term into a power of :
을 미분하세요.
Differentiate .
여기서 곱의 미분법을 쓸 수도 있지만, 먼저 간단히 하는 편이 더 쉽다. 와 의 역할이 바뀐 것에 혼동하지 말자. 는 함수의 이름이고, 는 변수이다.
We could use the product rule here, but it's easier to simplify first. Don't be confused by the role reversal of and : is the name of the function, and is the variable.
을 미분하세요.
Differentiate .
임은 이미 보았지만, 이 공식을 잊어버렸더라도 쉽게 알아낼 수 있다: 이므로 이다.
몫의 미분법을 사용하면:
We've already seen that , but if you forget this formula it is easy to figure out: , so .
Using the quotient rule:
의 도함수를 구하세요.
Compute the derivative of .
일 때, 의 값을 구하세요.
What is , when ?
이 다항식을 곱하여 보통의 꼴로 나타내는 대신, 곱의 미분법을 사용할 수 있다. 이고 이면 이고 이다. 그러면
Instead of multiplying to get our usual form of this polynomial, we can use the product rule. If and , then and . Then
을 미분하세요.
Differentiate .
의 도함수를 구하세요.
Compute the derivative of
의 도함수를 구하세요.
Compute the derivative of .
의 도함수를 구하세요.
Compute the derivative of .
의 어떤 값에서 의 도함수가 존재하는지 구하세요. 답을 설명하세요.
For what values of does the derivative of exist? Explain your answer.
이 함수의 도함수는
이다.
도함수는 이거나 이면 정의되지 않는다 (제곱근은 일 때 정의되지 않고, 분모는 일 때 0이 되기 때문이다. 이를 종합하면 도함수는 일 때 존재한다.
The derivative of the function is
The derivative is undefined if either or (since the square-root is undefined for and the denominator is zero when . Putting this together — the derivative exists for .
을 미분하세요.
Differentiate .
곱의 미분법을 쓰는 것이 전개하는 것보다 빠른 것 같다.
Using the product rule seems faster than expanding.
을 미분하세요.
Differentiate .
몫의 미분법을 피하기 위해 분모로 나누어 식을 정리할 수 있다.
(다르게 간단히 했거나 몫의 미분법을 사용했다면 아마 다른 모양의 답을 얻었을 것이다. 그러나 도함수는 하나뿐이므로, 올바른 답은 모두 충분히 식을 정리하면 같은 모양이 된다.)
To avoid the quotient rule, we can divide through the denominator:
(If you simplified differently, or used the quotient rule, you probably came up with a different-looking answer. There is only one derivative, though, so all correct answers will look the same after sufficient algebraic manipulation.)
이라 하자. 인 실수 가 존재함을 보이세요.
Let . Show that there exists a real number such that .
임에 주목한다. 그러면 평균값 정리를 이용하여(이 함수는 모든 실수에서 미분가능하다) 다음을 만족하는 가 에 존재한다고 결론지을 수 있다.
We note that . Then using the Mean Value Theorem (note that the function is differentiable for all real numbers), we conclude that there exists in such that
이라 하자. 인 실수 가 존재함을 보이세요.
Let . Show that there exists a real number such that .
임에 주목한다. 그러면 평균값 정리를 이용하여(이 함수는 모든 실수에서 미분가능하다) 다음을 만족하는 이 존재함을 얻는다.
We note that . Then using the Mean Value Theorem (note that the function is differentiable for all real numbers), we get that there exists such that
이라 하자. 인 실수 가 존재함을 보이세요.
Let . Show that there exists a real number such that .
임에 주목한다. 그러면 평균값 정리를 이용하여( 이므로 이 함수는 모든 실수에서 미분가능하다) 다음을 만족하는 가 존재함을 얻는다.
We note that . Then using the Mean Value Theorem (note that the function is differentiable for all real numbers since ), we get that there exists such that
라 하자. 인 실수 가 존재함을 보이세요.
Let . Show that there exists a real number such that .
이고 임에 주목한다. 그러면 평균값 정리를 이용하여(이 함수는 모든 실수에서 미분가능함에 유의한다) 이고 인 가 존재한다.
We note that and . Then using the Mean Value Theorem (note that the function is differentiable for all real numbers), we get that there exists such that
함수 의 근은 몇 개인가요?
How many roots does the function have?
간단히 살펴보면 은 의 근이다. 이제 다른 근이 있을 수 있는지가 문제이다. 는 모든 실수에서 미분가능하므로, 또 다른 근 가 있다면 롤의 정리에 의해 과 사이의 어떤 에 대해 이다. 그런데 는 결코 이 되지 않는다. 따라서 두 번째 근은 없으며, 의 근은 정확히 하나이다.
By inspection, we see is a root of . The question now is whether there could possibly be other roots. Since is differentiable over all real numbers, if there is another root , then by Rolle's Theorem, for some strictly between and . However, is never zero. So, there is no second root: has precisely one root.
함수 의 근은 몇 개인가요?
How many roots does the function have?
함수 는 모든 실수에서 연속이고 미분가능하다. 와 가 의 서로 다른 근이면, 와 사이의 어떤 에 대해 이다(롤의 정리). 그러므로 를 생각해 보자. 이 식은 간단하여 영점을 직접 구할 수 있다. 따라서 인 것은 일 때뿐이다. 도함수의 영점이 하나뿐이라는 사실은 매우 유용하다. 이는 (롤의 정리에 의해) 가 서로 다른 근 , ()를 가지면 반드시 여야 함을 뜻한다. 또한 이는 가 인 서로 다른 세 근 와 (예를 들어) 를 가질 수 없음을 뜻한다. 그렇게 되면 롤의 정리에 의해 가 와 사이에 하나, 와 사이에 또 하나, 모두 두 개의 영점을 갖게 되기 때문이다.
지금까지 는 근이 많아야 두 개이며, 근이 두 개 있다면 그 근들이 어디에 있을 수 있는지를 알았다. 그러나 이것만으로는 의 근이 0개, 1개, 2개 중 무엇인지 알 수 없다.
의 근을 눈으로 어림해서 찾기는 쉽지 않다. 하지만 와 의 다음 성질을 이용하면 의 그래프를 충분히 파악하여 근이 정확히 몇 개인지 알 수 있다.
따라서 이 함수는 다음 그래프와 비슷한 모양이어야 한다.

다만 절편의 위치는 아직 확실하지 않다. 현재 알고 있는 것은 하나는 의 왼쪽에, 다른 하나는 오른쪽에 있다는 것뿐이다.
가 아주 작은 음수에서 아주 큰 양수로 증가할 때 가 어떻게 변하는지 살펴보자.
그러므로 의 근은 정확히 두 개이며, 하나는 에, 다른 하나는 에 있다.
The function is continuous and differentiable over all real numbers. If and are distinct roots of , then for some strictly between and (Rolle's Theorem). So, let's think about . This is simple enough that we can find its zero explicitly: Hence only when . That the derivative only has a single zero is very useful. It means (via Rolle's theorem) that if has distinct roots and with , then we must have . This also means that cannot have 3 distinct roots and (say) with , because then Rolle's theorem would imply that would have two zeros — one between and and another between and .
We've learned that has at most two roots, and we've learned something about where those roots can exist, if there are indeed two of them. But that means could have 0, 1, or 2 roots.
It's not easy to find a root of by inspection. But we can get a good enough picture of the graph of to tell exactly how many roots there are, just by exploiting the following properties of and .
This means the function must look something like the graph below:

except we are unsure of the locations of the -intercepts. At present we only know that one is to the left of and one is to the right.
Note what happens to as increases from strongly negative values to strongly positive values.
So must have exactly two roots, one with and one with .
함수 의 근은 몇 개인지 구하세요.
How many roots does the function have?

이다. 따라서 이면 또는 이다. 이면
이다. 즉, 인 은 없다. 그러므로 바로 앞의 항목에 따라 의 근은 하나뿐이다.
여기서 는 영점이 많음에 주목하자. 사실은 무수히 많다. 그러나 구간 에서 의 근은 뿐이다.

So, if , then or . If , then
That is, there is no with . Therefore, following our last bullet point, has only one root.
Note here that has many zeroes — infinitely many, in fact. However, is the only root of in the interval .