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

736문제 · 32 / 37쪽

621.CLP-1 · 2.3절 · 5번우리말 번역

시각 tt 에서 움직이는 물체의 속도가 v(t)v(t) 로 주어진다. v′(t)v'(t) 는 무엇인가요?

영어 원문 보기

The velocity of a moving object at time tt is given by v(t)v(t). What is v′(t)v'(t)?

정답·풀이 보기

속도의 변화율은 가속도이다. (속도가 증가하면 가속하고 있는 것이고, 속도가 감소하면 음의 가속도를 가진다.)

원본 교재 풀이(영어)

The rate of change of velocity is acceleration. (If your velocity is increasing, you're accelerating; if your velocity is decreasing, you have negative acceleration.)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.3절 · 4번
# 평균변화율과 미분계수활용보통자동 분류
622.CLP-1 · 2.3절 · 6번우리말 번역

함수 T(j)T(j) 는 물 한 컵에 jj 줄의 열을 가했을 때의 물의 온도를 섭씨 온도(도)로 나타낸다. T′(j)T'(j) 는 무엇인가요?

영어 원문 보기

The function T(j)T(j) gives the temperature in degrees Celsius of a cup of water after jj joules of heat have been added. What is T′(j)T'(j)?

정답·풀이 보기

이 경우 변화율은 가해 준 열과 온도 변화 사이의 관계가 된다. lim⁡h→0T(j+h)−T(j)h≈T(j+1)−T(j)1=T(j+1)−T(j)\displaystyle\lim_{h \rightarrow 0} \dfrac{T(j+h)-T(j)}{h} \approx \dfrac{T(j+1)-T(j)}{1}=T(j+1)-T(j) 이므로, 1줄의 열을 가한 뒤의 온도 변화량이다. (이것은 열용량 및 비열과 밀접하게 관련되어 있으며, 위키백과에 이에 대한 좋은 설명이 있다.)

원본 교재 풀이(영어)

The rate of change in this case will be the relationship between the heat added and the temperature change. lim⁡h→0T(j+h)−T(j)h≈T(j+1)−T(j)1=T(j+1)−T(j)\displaystyle\lim_{h \rightarrow 0} \dfrac{T(j+h)-T(j)}{h} \approx \dfrac{T(j+1)-T(j)}{1}=T(j+1)-T(j), or the change in temperature after the application of one joule. (This is closely related to heat capacity and to specific heat — there's a nice explanation of this on Wikipedia.)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.3절 · 3번
# 평균변화율과 미분계수활용보통자동 분류
623.CLP-1 · 2.3절 · 7번우리말 번역

일정한 시간 동안 온도 TT 에 둔 세균 집단이 P(T)P(T) 개체로 늘어난다. P′(T)P'(T) 의 의미를 해석하세요.

영어 원문 보기

A population of bacteria, left for a fixed amount of time at temperature TT, grows to P(T)P(T) individuals. Interpret P′(T)P'(T).

정답·풀이 보기

늘 그렇듯이 도함수의 정의를 생각해 보면 도움이 된다. P′(T)=lim⁡h→0P(T+h)=P(T)h≈P(T+1)−P(t)1=P(T+1)−P(T).P'(T) = \displaystyle\lim_{h \rightarrow 0}\dfrac{P(T+h)=P(T)}{h} \approx \dfrac{P(T+1)-P(t)}{1} = P(T+1)-P(T). 이것은 온도가 1도 차이 나는 두 가상의 집단 사이의 개체 수 차이이다. 따라서 이는 온도가 더 높은 실험에서 추가로 존재하는 개체의 수이다(세균이 좋아하는 온도보다 더 높은 조건에서는 예상할 수 있듯이 이 수가 음수일 수도 있다). 그러므로 P′(T)P'(T) 는 온도 1도당 집단에 추가되는 세균의 수이다.

원본 교재 풀이(영어)

As usual, it is instructive to think about the definition of the derivative: P′(T)=lim⁡h→0P(T+h)=P(T)h≈P(T+1)−P(t)1=P(T+1)−P(T).P'(T) = \displaystyle\lim_{h \rightarrow 0}\dfrac{P(T+h)=P(T)}{h} \approx \dfrac{P(T+1)-P(t)}{1} = P(T+1)-P(T). This is the difference in population between two hypothetical populations, raised one degree in temperature apart. So, it is the number of extra individuals that exist in the hotter experiment (with the understanding that this number could be negative, as one would expect in conditions that are hotter than the bacteria prefer). So P′(T)P'(T) is the number of bacteria added to the colony per degree.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.3절 · 6번
# 평균변화율과 미분계수활용보통자동 분류
624.CLP-1 · 2.3절 · 8번우리말 번역

나무 수레바퀴에 작은 못을 박습니다. R(t)R(t) 는 수레가 구르기 시작한 지 tt초 후까지 못이 회전한 횟수를 나타냅니다. 못이 얼마나 빠르게 회전하는지를 초당 도 단위로 나타내는 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

You hammer a small nail into a wooden wagon wheel. R(t)R(t) gives the number of rotations the nail has undergone tt seconds after the wagon started to roll. Give an equation for how quickly the nail is rotating, measured in degrees per second.

정답·풀이 보기

R′(t)R'(t) 는 바퀴가 회전하는 속도(변화율)을 초당 회전수로 나타낸 것이다. 이를 도 단위로 바꾸려면 360을 곱하면 되므로 360R′(t)\boxed{360R'(t)} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

R′(t)R'(t) is the rate at which the wheel is rotating measured in rotations per second. To convert to degrees, we multiply by 360: 360R′(t)\boxed{360R'(t)}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.3절 · 5번
# 평균변화율과 미분계수활용도전자동 분류
625.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.

답 쓰고 채점
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
626.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
627.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
628.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
629.CLP-1 · 2.4절 · 7번우리말 번역

y=x3y=x^3 의 그래프에 대하여 x=12x=\dfrac{1}{2} 에서의 접선의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the equation of the tangent line to the graph of y=x3y=x^3 at x=12x=\dfrac{1}{2}.

정답·풀이 보기

이미 ddxx=1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x=1 이고 ddxx2=2x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x^2=2x 임을 알고 있으므로, x3=(x)(x2)x^3=(x)(x^2) 으로 쓰면 x3x^3 의 도함수를 구할 수 있다.

ddxx3=ddx(x)(x2)=(1)(x2)+(x)(2x)=3x2\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} x^3 =\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} (x)(x^2) = (1)(x^2)+(x)(2x)=3x^2

이를 x=12x=\frac{1}{2} 에서 계산하면 34\frac{3}{4} 을 얻는다. 또한 (12)3=18\left( \frac{1}{2}\right)^3=\frac{1}{8} 이므로, 접선의 방정식은 다음과 같다.

y−18=34⋅(x−12).\begin{aligned} y - \frac{1}{8} = \frac{3}{4}\cdot \left(x-\frac{1}{2}\right). \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We already know that ddxx=1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x=1 and ddxx2=2x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x^2=2x, so we can compute the derivative of x3x^3 by writing x3=(x)(x2)x^3=(x)(x^2),

ddxx3=ddx(x)(x2)=(1)(x2)+(x)(2x)=3x2\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} x^3 =\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} (x)(x^2) = (1)(x^2)+(x)(2x)=3x^2

When this is evaluated at x=12x=\frac{1}{2} we get 34\frac{3}{4}. Since we also compute (12)3=18\left( \frac{1}{2}\right)^3=\frac{1}{8}, the equation of the tangent line is

y−18=34⋅(x−12).\begin{aligned} y - \frac{1}{8} = \frac{3}{4}\cdot \left(x-\frac{1}{2}\right). \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 17번
# 다항함수의 미분법그래프·표 해석보통자동 분류
630.CLP-1 · 2.4절 · 9번우리말 번역

2x−12x+1\dfrac{2x-1}{2x+1} 의 도함수를 구하여 간단히 하세요.

영어 원문 보기

Calculate and simplify the derivative of 2x−12x+1\dfrac{2x-1}{2x+1}

정답·풀이 보기

여기에서는 몫의 미분법을 사용할 수 있다.

ddx{2x−12x+1}=(2x+1)(2)−(2x−1)(2)(2x+1)2=4(2x+1)2=1(x+1/2)2\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{2x-1}{2x+1}\right\}&=\frac{(2x+1)(2)-(2x-1)(2)}{(2x+1)^2} =\frac{4}{(2x+1)^2}=\frac{1}{(x+1/2)^2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We can use the quotient rule here.

ddx{2x−12x+1}=(2x+1)(2)−(2x−1)(2)(2x+1)2=4(2x+1)2=1(x+1/2)2\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{2x-1}{2x+1}\right\}&=\frac{(2x+1)(2)-(2x-1)(2)}{(2x+1)^2} =\frac{4}{(2x+1)^2}=\frac{1}{(x+1/2)^2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 2번
# 다항함수의 미분법계산보통자동 분류
631.CLP-1 · 2.4절 · 12번우리말 번역

한 마을이 2000년에 세워졌다. tt 년이 지난 뒤 이 마을에서는 출생이 b(t)b(t) 명, 사망이 d(t)d(t) 명 있었다. 출생이나 사망 외에는 이 마을에 들어오거나 떠나는 사람이 없다(어이쿠). 이 마을의 인구가 증가하는 변화율을 나타내는 식을 쓰세요.

영어 원문 보기

A town is founded in the year 2000. After tt years, it has had b(t)b(t) births and d(t)d(t) deaths. Nobody enters or leaves the town except by birth or death (whoa). Give an expression for the rate the population of the town is growing.

정답·풀이 보기

인구 증가는 인구의 변화율이다. 2000+t2000+t 년의 인구는 P(t)=P0+b(t)−d(t)P(t)=P_0+b(t)-d(t) 로 주어진다. 여기서 P0P_0 는 마을의 처음 인구이다. 그러면 P′(t)P'(t) 가 우리가 구하는 식이고, P′(t)=b′(t)−d′(t)P'(t)=b'(t)-d'(t) 이다.

처음 인구가 이 계산에 뚜렷하게 나타나지 않는다는 점은 흥미롭다. 처음 인구는 아마 b(t)b(t) 와 d(t)d(t) 에 영향을 주겠지만, 이 둘을 알고 있다면 문제에 답하기 위해 P0P_0 를 알 필요는 없다.

원본 교재 풀이(영어)

Population growth is rate of change of population. Population in year 2000+t2000+t is given by P(t)=P0+b(t)−d(t)P(t)=P_0+b(t)-d(t), where P0P_0 is the initial population of the town. Then P′(t)P'(t) is the expression we're looking for, and P′(t)=b′(t)−d′(t)P'(t)=b'(t)-d'(t).

It is interesting to note that the initial population does not obviously show up in this calculation. It would probably affect b(t)b(t) and d(t)d(t), but if we know these we do not need to know P0P_0 to answer our question.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.4절 · 12번
# 다항함수의 미분법활용도전자동 분류
632.CLP-1 · 2.4절 · 13번우리말 번역

곡선 y=3x2y=3x^2 위의 점 중에서 접선이 (2,9)(2,9) 를 지나는 점을 모두 구하세요.

영어 원문 보기

Find all points on the curve y=3x2y=3x^2 where the tangent line passes through (2,9)(2,9).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

이미 ddxx2=2x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x^2=2x 임을 알고 있다. 따라서 y=3x2y=3x^2 의 x=ax=a 에서의 기울기는 6a6a 이다. y=3x2y=3x^2 의 x=a,y=3a2x=a, y=3a^2 에서의 접선은 y−3a2=6a(x−a)y-3a^2=6a(x-a) 이다. 이 접선이 (2,9)(2,9) 를 지나는 경우는 다음과 같다.

9−3a2=6a(2−a)3a2−12a+9=0a2−4a+3=0(a−3)(a−1)=0  ⟹    a=1,3\begin{aligned} 9-3a^2&=6a(2-a)\\ 3a^2-12a+9&=0\\ a^2-4a+3&=0\\ (a-3)(a-1)&=0\\ \implies~~a&=1,3 \end{aligned}

구하는 점은 (1,3), (3,27)(1,3),\ (3,27) 이다.

원본 교재 풀이(영어)

We already know that ddxx2=2x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}x^2=2x. So the slope of y=3x2y=3x^2 at x=ax=a is 6a6a. The tangent line to y=3x2y=3x^2 at x=a,y=3a2x=a, y=3a^2 is y−3a2=6a(x−a)y-3a^2=6a(x-a). This tangent line passes through (2,9)(2,9) if

9−3a2=6a(2−a)3a2−12a+9=0a2−4a+3=0(a−3)(a−1)=0  ⟹    a=1,3\begin{aligned} 9-3a^2&=6a(2-a)\\ 3a^2-12a+9&=0\\ a^2-4a+3&=0\\ (a-3)(a-1)&=0\\ \implies~~a&=1,3 \end{aligned}

The points are (1,3), (3,27)(1,3),\ (3,27).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 12번
# 다항함수의 미분법계산도전자동 분류
633.CLP-1 · 2.4절 · 14번우리말 번역

극한을 미분계수로 해석하여 lim⁡y→0(100180+y−100180y)\displaystyle \lim_{y\rightarrow 0}\left( \dfrac{\sqrt{100180+y}-\sqrt{100180}}{y}\right) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡y→0(100180+y−100180y)\displaystyle \lim_{y\rightarrow 0}\left( \dfrac{\sqrt{100180+y}-\sqrt{100180}}{y}\right) by interpreting the limit as a derivative.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

이 극한은 함수 f(x)=xf(x)=\sqrt{x} 의 x=100180x=100180 에서의 미분계수를 나타낸다. f(x)f(x) 의 도함수가 12x\dfrac{1}{2\sqrt{x}} 이므로, x=100180x=100180 에서의 값은 정확히 12100180\dfrac{1}{2\sqrt{100180}} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This limit represents the derivative computed at x=100180x=100180 of the function f(x)=xf(x)=\sqrt{x}. Since the derivative of f(x)f(x) is 12x\dfrac{1}{2\sqrt{x}}, then its value at x=100180x=100180 is exactly 12100180\dfrac{1}{2\sqrt{100180}}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 7번
# 다항함수의 미분법계산도전자동 분류
634.CLP-1 · 2.4절 · 15번우리말 번역

직사각형이 커지고 있습니다. 시각 t=0t=0 일 때 이 직사각형은 한 변의 길이가 1미터인 정사각형입니다. 가로의 길이는 초당 2미터의 일정한 비율로 증가하고, 세로의 길이는 초당 5미터의 일정한 비율로 증가합니다. 시각 t>0t>0 일 때 이 직사각형의 넓이는 얼마나 빠르게 증가하고 있는지 구하세요.

영어 원문 보기

A rectangle is growing. At time t=0t=0, it is a square with side length 1 metre. Its width increases at a constant rate of 2 metres per second, and its length increases at a constant rate of 5 metres per second. How fast is its area increasing at time t>0t>0?

답 쓰고 채점
m²/s
정답·풀이 보기

w(t)w(t) 와 l(t)l(t) 을 각각 직사각형의 가로와 세로의 길이라고 하자. 문제에서 w′(t)=2w'(t)=2 이고 l′(t)=5l'(t)=5 로 주어졌다. 두 함수의 기울기가 모두 상수이므로 두 함수는 모두 직선이다. 기울기는 주어져 있고 절편은 w(0)=l(0)=1w(0)=l(0)=1 이다. 따라서 w(t)=2t+1w(t)=2t+1 이고 l(t)=5t+1l(t)=5t+1 이다.

직사각형의 넓이는 A(t)=w(t)⋅l(t)A(t)=w(t)\cdot l(t) 이므로, 곱의 미분법을 이용하면 넓이가 증가하는 비율은 A′(t)=w′(t)l(t)+w(t)l′(t)=2(5t+1)+5(2t+1)=20t+7A'(t)=w'(t)l(t)+w(t)l'(t)=2(5t+1)+5(2t+1)=20t+7 제곱미터/초이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let w(t)w(t) and l(t)l(t) be the width and length of the rectangle. Given in the problem is that w′(t)=2w'(t)=2 and l′(t)=5l'(t)=5. Since both functions have constant slopes, both must be lines. Their slopes are given, and their intercepts are w(0)=l(0)=1w(0)=l(0)=1. So, w(t)=2t+1w(t)=2t+1 and l(t)=5t+1l(t)=5t+1.

The area of the rectangle is A(t)=w(t)⋅l(t)A(t)=w(t)\cdot l(t), so using the product rule, the rate at which the area is increasing is A′(t)=w′(t)l(t)+w(t)l′(t)=2(5t+1)+5(2t+1)=20t+7A'(t)=w'(t)l(t)+w(t)l'(t)=2(5t+1)+5(2t+1)=20t+7 square metres per second.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 14번
# 다항함수의 미분법활용도전자동 분류
635.CLP-1 · 2.4절 · 16번우리말 번역

어떤 미분가능한 함수 g(x)g(x) 에 대해 f(x)=x2g(x)f(x)=x^2g(x) 라 하자. f′(0) f'(0) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Let f(x)=x2g(x)f(x)=x^2g(x) for some differentiable function g(x)g(x). What is f′(0) f'(0)?

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

곱의 미분법을 쓰면 f′(x)=(2x)g(x)+x2g′(x)f'(x)=(2x)g(x)+x^2g'(x) 이므로 f′(0)=0⋅g(x)+0⋅g′(x)=0f'(0)=0\cdot g(x)+0\cdot g'(x)=0 이다. (gg 가 미분가능하므로 g′g' 가 존재한다.)

원본 교재 풀이(영어)

Using the product rule, f′(x)=(2x)g(x)+x2g′(x)f'(x)=(2x)g(x)+x^2g'(x), so f′(0)=0⋅g(x)+0⋅g′(x)=0f'(0)=0\cdot g(x)+0\cdot g'(x)=0. (Since gg is differentiable, g′g' exists.)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 13번
# 다항함수의 미분법계산도전자동 분류
636.CLP-1 · 2.4절 · 17번우리말 번역

f(x)=g(x)h(x)f(x)=\dfrac{g(x)}{h(x)} 를 몫의 미분법으로 미분한 결과가, f(x)=g(x)k(x)⋅k(x)h(x)f(x)=\dfrac{g(x)}{k(x)}\cdot\dfrac{k(x)}{h(x)} 를 곱의 미분법과 몫의 미분법으로 미분한 결과와 같음을 보이세요.

영어 원문 보기

Verify that differentiating f(x)=g(x)h(x)f(x)=\dfrac{g(x)}{h(x)} using the quotient rule gives the same answer as differentiating f(x)=g(x)k(x)⋅k(x)h(x)f(x)=\dfrac{g(x)}{k(x)}\cdot\dfrac{k(x)}{h(x)} using the product rule and the quotient rule.

정답·풀이 보기

First expression, f(x)=g(x)h(x):f′(x)=h(x)g′(x)−g(x)h′(x)h2(x)Second expresson, f(x)=g(x)k(x)⋅k(x)h(x):f′(x)=(k(x)g′(x)−g(x)k′(x)k2(x))(k(x)h(x))+(g(x)k(x))(h(x)k′(x)−k(x)h′(x)h2(x))=k(x)g′(x)−g(x)k′(x)k(x)h(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−h(x)g(x)k′(x)k(x)h2(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−h(x)g(x)k′(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)g′(x)−g(x)h′(x)h2(x)and this is exactly what we got from differentiating the first expression.\begin{aligned} \\ \text{First expression, $f(x)=\dfrac{g(x)}{h(x)}$:} \\ f'(x)&=\frac{h(x)g'(x)-g(x)h'(x)}{h^2(x)} \\ \text{Second expresson, $f(x)=\dfrac{g(x)}{k(x)}\cdot\dfrac{k(x)}{h(x)}$:} \\ f'(x)&=\left(\frac{k(x)g'(x)-g(x)k'(x)}{k^2(x)}\right)\left(\frac{k(x)}{h(x)}\right)+\left(\frac{g(x)}{k(x)}\right)\left(\frac{h(x)k'(x)-k(x)h'(x)}{h^2(x)}\right)\\ &=\frac{k(x)g'(x)-g(x)k'(x)}{k(x)h(x)}+ \frac{g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-h(x)g(x)k'(x)}{k(x)h^2(x)}+ \frac{g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-h(x)g(x)k'(x)+g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)g'(x)-g(x)h'(x)}{h^2(x)} \\ \text{and this is exactly what we got from differentiating the first expression.} \\ \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

First expression, f(x)=g(x)h(x):f′(x)=h(x)g′(x)−g(x)h′(x)h2(x)Second expresson, f(x)=g(x)k(x)⋅k(x)h(x):f′(x)=(k(x)g′(x)−g(x)k′(x)k2(x))(k(x)h(x))+(g(x)k(x))(h(x)k′(x)−k(x)h′(x)h2(x))=k(x)g′(x)−g(x)k′(x)k(x)h(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−h(x)g(x)k′(x)k(x)h2(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−h(x)g(x)k′(x)+g(x)h(x)k′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)k(x)g′(x)−g(x)k(x)h′(x)k(x)h2(x)=h(x)g′(x)−g(x)h′(x)h2(x)and this is exactly what we got from differentiating the first expression.\begin{aligned} \\ \text{First expression, $f(x)=\dfrac{g(x)}{h(x)}$:} \\ f'(x)&=\frac{h(x)g'(x)-g(x)h'(x)}{h^2(x)} \\ \text{Second expresson, $f(x)=\dfrac{g(x)}{k(x)}\cdot\dfrac{k(x)}{h(x)}$:} \\ f'(x)&=\left(\frac{k(x)g'(x)-g(x)k'(x)}{k^2(x)}\right)\left(\frac{k(x)}{h(x)}\right)+\left(\frac{g(x)}{k(x)}\right)\left(\frac{h(x)k'(x)-k(x)h'(x)}{h^2(x)}\right)\\ &=\frac{k(x)g'(x)-g(x)k'(x)}{k(x)h(x)}+ \frac{g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-h(x)g(x)k'(x)}{k(x)h^2(x)}+ \frac{g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-h(x)g(x)k'(x)+g(x)h(x)k'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)k(x)g'(x)-g(x)k(x)h'(x)}{k(x)h^2(x)}\\ &=\frac{h(x)g'(x)-g(x)h'(x)}{h^2(x)} \\ \text{and this is exactly what we got from differentiating the first expression.} \\ \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.4절 · 4번
# 다항함수의 미분법증명·논술도전자동 분류
637.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
638.CLP-1 · 2.6절 · 3번우리말 번역

f(x)=23x6+5x4+12x2+9f(x)=\frac{2}{3}x^6+5x^4+12x^2+9 를 미분하고 그 결과를 인수분해하세요.

영어 원문 보기

Differentiate f(x)=23x6+5x4+12x2+9f(x)=\frac{2}{3}x^6+5x^4+12x^2+9 and factor the result.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

f(x)=23x6+5x4+12x2+9f(x)=\frac{2}{3}x^6+5x^4+12x^2+9 는 다항식이다.

f′(x)=4x5+20x3+24x=4x(x4+5x2+6)=4x((x2)2+5(x2)+6)=4x(x2+2)(x2+3)\begin{aligned} f'(x)&=4x^5+20x^3+24x\\& =4x(x^4+5x^2+6)\\& = 4x((x^2)^2+5(x^2)+6)\\&=4x(x^2+2)(x^2+3) \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

f(x)=23x6+5x4+12x2+9f(x)=\frac{2}{3}x^6+5x^4+12x^2+9 is a polynomial:

f′(x)=4x5+20x3+24x=4x(x4+5x2+6)=4x((x2)2+5(x2)+6)=4x(x2+2)(x2+3)\begin{aligned} f'(x)&=4x^5+20x^3+24x\\& =4x(x^4+5x^2+6)\\& = 4x((x^2)^2+5(x^2)+6)\\&=4x(x^2+2)(x^2+3) \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 13번
# 다항함수의 미분법계산보통자동 분류
639.CLP-1 · 2.6절 · 4번우리말 번역

s(t)=3t4+5t3−1ts(t)=3t^4+5t^3-\frac{1}{t} 을 미분하세요.

영어 원문 보기

Differentiate s(t)=3t4+5t3−1ts(t)=3t^4+5t^3-\frac{1}{t}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

각 항이 tt 의 거듭제곱이 되도록 식을 조금 바꿔 쓸 수 있다:

s(t)=3t4+5t3−t−1s′(t)=4⋅3t3+3⋅5t2−(−1)⋅t−2=12t3+15t2+1t2\begin{aligned} s(t)&=3t^4+5t^3-t^{-1}\\ s'(t)&=4\cdot 3t^{3}+3\cdot 5t^2-(-1)\cdot t^{-2}\\ &=12t^3+15t^2+\frac{1}{t^2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We can rewrite slightly to make every term into a power of tt:

s(t)=3t4+5t3−t−1s′(t)=4⋅3t3+3⋅5t2−(−1)⋅t−2=12t3+15t2+1t2\begin{aligned} s(t)&=3t^4+5t^3-t^{-1}\\ s'(t)&=4\cdot 3t^{3}+3\cdot 5t^2-(-1)\cdot t^{-2}\\ &=12t^3+15t^2+\frac{1}{t^2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 5번
# 다항함수의 미분법계산보통자동 분류
640.CLP-1 · 2.6절 · 5번우리말 번역

x(y)=(2y+1y)⋅y3x(y) = \left(2y+\frac{1}{y}\right)\cdot y^3 을 미분하세요.

영어 원문 보기

Differentiate x(y)=(2y+1y)⋅y3x(y) = \left(2y+\frac{1}{y}\right)\cdot y^3.

정답·풀이 보기

여기서 곱의 미분법을 쓸 수도 있지만, 먼저 간단히 하는 편이 더 쉽다. xx 와 yy 의 역할이 바뀐 것에 혼동하지 말자. xx 는 함수의 이름이고, yy 는 변수이다.

x(y)=(2y+1y)⋅y3=2y4+y2x′(y)=8y3+2y\begin{aligned} x(y) &= \left(2y+\frac{1}{y}\right)\cdot y^3\\ &=2y^4+y^2\\ x'(y)&=8y^3+2y \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We could use the product rule here, but it's easier to simplify first. Don't be confused by the role reversal of xx and yy: xx is the name of the function, and yy is the variable.

x(y)=(2y+1y)⋅y3=2y4+y2x′(y)=8y3+2y\begin{aligned} x(y) &= \left(2y+\frac{1}{y}\right)\cdot y^3\\ &=2y^4+y^2\\ x'(y)&=8y^3+2y \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 6번
# 다항함수의 미분법계산보통자동 분류