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

9문제 · 1 / 1쪽

1.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
2.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
3.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
4.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
5.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
6.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
7.CLP-1 · 2.6절 · 17번우리말 번역

두 곡선 y=x2y = x^2 과 y=x2−2x+2y = x^2 - 2x + 2 에 (서로 다른 점에서) 모두 접하는 직선의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

Find an equation of a line that is tangent to both of the curves y=x2y = x^2 and y=x2−2x+2y = x^2 - 2x + 2 (at different points).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

공통접선의 기울기를 mm, y=x2y=x^2 과의 접점을 (x1,y1)(x_1,y_1), y=x2−2x+2y=x^2-2x+2 와의 접점을 (x2,y2)(x_2,y_2) 라 하자. 그러면 다음이 성립해야 한다. y1=x12y2=x22−2x2+2m=2x1=2x2−2=y2−y1x2−x1y_1=x_1^2\qquad y_2=x_2^2-2x_2+2\qquad m=2x_1=2x_2-2=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1} “mm” 에 관한 등식들로부터 x1=m2x_1=\frac{m}{2}, x2=m2+1x_2=\frac{m}{2}+1 이고

m=y2−y1x2−x1=y2−y1=x22−2x2+2−x12=(x2−x1)(x2+x1)−2(x2−1)=(m2+1−m2)(m2+1+m2)−2(m2+1−1)=(1)(m+1)−2m2=1따라서,   m=1,x1=12,y1=14,x2=32,y2=94−3+2=54\begin{aligned} m&=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\\ &=y_2-y_1\\ &=x_2^2-2x_2+2-x_1^2\\ \\& =(x_2-x_1)(x_2+x_1)-2(x_2-1)\\ &=\left(\frac{m}{2}+1-\frac{m}{2}\right)\left(\frac{m}{2}+1+\frac{m}{2}\right) -2\left(\frac{m}{2}+1-1\right) \\ &=(1)(m+1)-2\frac{m}{2}\\ &=1\\ \text{따라서,}~~~m&=1,\qquad x_1=\tfrac{1}{2},\qquad y_1=\frac{1}{4},\qquad x_2=\frac{3}{2},\qquad y_2=\frac{9}{4}-3+2=\frac{5}{4} \end{aligned}

공통접선의 방정식은 y=x−14y=x-\frac{1}{4} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Denote by mm the slope of the common tangent, by (x1,y1)(x_1,y_1) the point of tangency with y=x2y=x^2, and by (x2,y2)(x_2,y_2) the point of tangency with y=x2−2x+2y=x^2-2x+2. Then we must have y1=x12y2=x22−2x2+2m=2x1=2x2−2=y2−y1x2−x1y_1=x_1^2\qquad y_2=x_2^2-2x_2+2\qquad m=2x_1=2x_2-2=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1} From the “mm” equations we get x1=m2x_1=\frac{m}{2}, x2=m2+1x_2=\frac{m}{2}+1 and

m=y2−y1x2−x1=y2−y1=x22−2x2+2−x12=(x2−x1)(x2+x1)−2(x2−1)=(m2+1−m2)(m2+1+m2)−2(m2+1−1)=(1)(m+1)−2m2=1So,   m=1,x1=12,y1=14,x2=32,y2=94−3+2=54\begin{aligned} m&=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\\ &=y_2-y_1\\ &=x_2^2-2x_2+2-x_1^2\\ \\& =(x_2-x_1)(x_2+x_1)-2(x_2-1)\\ &=\left(\frac{m}{2}+1-\frac{m}{2}\right)\left(\frac{m}{2}+1+\frac{m}{2}\right) -2\left(\frac{m}{2}+1-1\right) \\ &=(1)(m+1)-2\frac{m}{2}\\ &=1\\ \text{So,}~~~m&=1,\qquad x_1=\tfrac{1}{2},\qquad y_1=\frac{1}{4},\qquad x_2=\frac{3}{2},\qquad y_2=\frac{9}{4}-3+2=\frac{5}{4} \end{aligned}

An equation of the common tangent is y=x−14y=x-\frac{1}{4}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 1번
# 다항함수의 미분법계산도전자동 분류
8.CLP-1 · 2.6절 · 18번우리말 번역

두 곡선 y=x2y=x^2 과 y=−x2+2x−5y=-x^2+2x-5 에 모두 접하는 직선을 모두 구하세요. 답을 그래프로 그려 나타내세요.

영어 원문 보기

Find all lines that are tangent to both of the curves y=x2y=x^2 and y=−x2+2x−5y=-x^2+2x-5. Illustrate your answer with a sketch.

정답·풀이 보기

직선 y=mx+by=mx+b 가 x=αx=\alpha 에서 y=x2y=x^2 에 접할 조건은 2α=m 그리고 α2=mα+b  ⟺  m=2α 그리고 b=−α22\alpha=m\text{ 그리고 }\alpha^2=m\alpha+b \iff m=2\alpha\text{ 그리고 }b=-\alpha^2 이다. 같은 직선 y=mx+by=mx+b 가 x=βx=\beta 에서 y=−x2+2x−5y=-x^2+2x-5 에 접할 조건은

−2β+2=m 그리고 −β2+2β−5=mβ+b  ⟺  m=2−2β 그리고 b=−β2+2β−5−(2−2β)β=β2−5\begin{aligned} -2\beta+2=m&\text{ 그리고 }-\beta^2+2\beta-5=m\beta+b\\ \iff m=2-2\beta&\text{ 그리고 }b=-\beta^2+2\beta-5-(2-2\beta)\beta=\beta^2-5 \end{aligned}

이다. 직선이 두 포물선에 동시에 접하려면 m=2α=2−2β 그리고 b=−α2=β2−5m=2\alpha=2-2\beta\text{ 그리고 }b=-\alpha^2=\beta^2-5 이어야 한다. α=1−β\alpha=1-\beta 를 −α2=β2−5-\alpha^2=\beta^2-5 에 대입하면 −(1−β)2=β2−5-(1-\beta)^2=\beta^2-5, 즉 2β2−2β−4=02\beta^2-2\beta-4=0 이므로 β=−1,2\beta=-1,2 이다. 이에 대응하는 나머지 값은 α=2,−1\alpha=2,-1, m=4,−2m=4,-2, b=−4,−1b=-4,-1 이다. 따라서 두 직선은 y=4x−4y=4x-4 와 y=−2x−1y=-2x-1 이다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

The line y=mx+by=mx+b is tangent to y=x2y=x^2 at x=αx=\alpha if 2α=m and α2=mα+b  ⟺  m=2α and b=−α22\alpha=m\text{ and }\alpha^2=m\alpha+b \iff m=2\alpha\text{ and }b=-\alpha^2 The same line y=mx+by=mx+b is tangent to y=−x2+2x−5y=-x^2+2x-5 at x=βx=\beta if

−2β+2=m and −β2+2β−5=mβ+b  ⟺  m=2−2β and b=−β2+2β−5−(2−2β)β=β2−5\begin{aligned} -2\beta+2=m&\text{ and }-\beta^2+2\beta-5=m\beta+b\\ \iff m=2-2\beta&\text{ and }b=-\beta^2+2\beta-5-(2-2\beta)\beta=\beta^2-5 \end{aligned}

For the line to be simultaneously tangent to the two parabolas we need m=2α=2−2β and b=−α2=β2−5m=2\alpha=2-2\beta\text{ and }b=-\alpha^2=\beta^2-5 Substituting α=1−β\alpha=1-\beta into −α2=β2−5-\alpha^2=\beta^2-5 gives −(1−β)2=β2−5-(1-\beta)^2=\beta^2-5 or 2β2−2β−4=02\beta^2-2\beta-4=0 or β=−1,2\beta=-1,2. The corresponding values of the other parameters are α=2,−1\alpha=2,-1, m=4,−2m=4,-2 and b=−4,−1b=-4,-1. The two lines are y=4x−4y=4x-4 and y=−2x−1y=-2x-1.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.3절 · 4번
# 다항함수의 미분법그래프·표 해석도전자동 분류
9.CLP-1 · 2.6절 · 19번우리말 번역

lim⁡x→2(x2015−22015x−2)\displaystyle \lim_{x\to 2}\left( \dfrac{x^{2015}-2^{2015}}{x-2}\right) 의 값을 구하세요.

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Evaluate lim⁡x→2(x2015−22015x−2).\displaystyle \lim_{x\to 2}\left( \dfrac{x^{2015}-2^{2015}}{x-2}\right).

정답·풀이 보기

이 극한은 함수 f(x)=x2015f(x)=x^{2015} 의 x=2x=2 에서의 미분계수를 나타낸다. 이는 a=2a=2, f(x)=x2015f(x)=x^{2015} 에 미분계수의 정의를 그대로 적용하면 확인할 수 있다.

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{x2015}∣2=lim⁡x→2x2015−22015x−2\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^{2015}\}\right|_{2} &=\lim_{x\to2} \frac{x^{2015}-2^{2015}}{x-2} \end{aligned}

f(x)f(x) 의 도함수는 2015⋅x20142015\cdot x^{2014} 이므로 x=2x=2 에서의 값은 정확히 2015⋅220142015\cdot 2^{2014} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This limit represents the derivative computed at x=2x=2 of the function f(x)=x2015f(x)=x^{2015}. To see this, simply use the definition of the derivative at a=2a=2 with f(x)=x2015f(x)=x^{2015}:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{x2015}∣2=lim⁡x→2x2015−22015x−2\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^{2015}\}\right|_{2} &=\lim_{x\to2} \frac{x^{2015}-2^{2015}}{x-2} \end{aligned}

Since the derivative of f(x)f(x) is 2015⋅x20142015\cdot x^{2014}, then its value at x=2x=2 is exactly 2015⋅220142015\cdot 2^{2014}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.6절 · 18번
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