Explain whether a concave-down function has to cross y=0 for some value of x.
풀이 보기
'반드시 ~이다'를 부정하려면 그렇지 않은 예(반례) 하나만 찾으면 돼요.
1
위로 볼록의 뜻을 떠올려요. 위로 볼록은 f′′<0 이라는 뜻이에요. 그래프가 모양만 위로 볼록할 뿐, 높이가 어디에 있는지는 정해 주지 않아요.
2
반례를 찾아요.y=−x2−1 을 보세요. y′′=−2<0 이라 어디서나 위로 볼록이지만, −x2−1≤−1<0 이라 x 축 아래에만 있어서 y=0 을 지나지 않아요. 또 y=x 도 x>0 에서 y′′<0 으로 위로 볼록이지만 x>0 인 부분에서는 y>0 이라 y=0 을 지나지 않아요.
3
결론을 내려요. 반례가 있으므로 위로 볼록한 함수가 반드시 y=0 을 지나는 것은 아니에요.
답
거짓. 예를 들어 y=−x2−1 (또는 y=x 의 x>0 부분)은 위로 볼록하지만 y=0 을 지나지 않는다
함수 f(x), g(x), h(x), k(x) 를 곡선 y=A(x) 부터 y=D(x) 까지와 짝지으세요.
f(x)=x2+1g(x)=x2−1h(x)=x2+4k(x)=x2−4
영어 원문 보기
Match the functions f(x), g(x), h(x), and k(x) to the curves y=A(x) through y=D(x).
f(x)=x2+1g(x)=x2−1h(x)=x2+4k(x)=x2−4
정답·풀이 보기
x2+1 과 x2+4 는 항상 양수이므로 f(x) 와 h(x) 는 모든 실수에서 정의된다. 따라서 f(x) 와 h(x) 는 A(x) 와 B(x) 에 대응한다. 어느 것이 어느 것일까? A(0)=1=f(0) 이고 B(0)=2=h(0) 이므로 A(x)=f(x) 이고
B(x)=h(x) 이다.
그러면 g(x) 와 k(x) 가 C(x) 와 D(x) 에 대응한다. g(x) 의 정의역은 x2−1≥0 인 모든 x 이다. 즉 ∣x∣≥1 이며, C(x) 와 같다.
k(x) 의 정의역은 x2−4≥0 인 모든 x 이다. 즉 ∣x∣≥2 이며, D(x) 와 같다.
따라서 C(x)=g(x) 이고 D(x)=k(x) 이다.
원본 교재 풀이(영어)
Since x2+1 and x2+4 are always positive, f(x) and h(x) are defined over all real numbers. So, f(x) and h(x) correspond to A(x) and B(x). Which is which? A(0)=1=f(0) while B(0)=2=h(0), so A(x)=f(x) and
B(x)=h(x).
That leaves g(x) and k(x) matching to C(x) and D(x). The domain of g(x) is all x such that x2−1≥0. That is, ∣x∣≥1, like C(x).
The domain of k(x) is all x such that x2−4≥0. That is, ∣x∣≥2, like D(x).
So, C(x)=g(x) and D(x)=k(x).
p 는 e2 또는 e21 임을 알 수 있지만, 둘 중 하나를 정해야 한다. 두 경우 모두 f(0)=2 이다. f(x) 의 정의역을 생각해 보자. log2(x+p) 는 음수가 아니므로 제곱근은 정의역을 제한하지 않는다. 그러나 로그는 양수에 대해서만 취할 수 있다. 따라서 정의역은 다음과 같다.
x의조건: x의조건: x+p>0x>−p
p=e21 이면 f(x) 의 정의역은 (−e21,∞) 이다. 특히 −e21>−1 이므로 f(x) 의 정의역은 x=−1 을 포함하지 않는다. 그런데 그래프에서 f(−1) 이 존재함이 분명하다. 따라서 p=e2 이다.
(b) 이제 b 가 무엇인지 알아내야 한다.
b 는 f(x) 의 정의역의 끝이고, 정의역은 이미 구했듯이 (−p,∞) 이다. 따라서 b=−p=−e2 이다.
(간단한 확인: e≈2.7 로 놓으면 −e2=−7.29 이고, 이는 그래프와 대체로 맞아 보인다.)
(c) x절편은 f(x)=0 이 되는 x 의 값이다.
001x=log2(x+p)=log(x+p)=x+p=1−p=1−e2
x절편은 1−e2 이다.
(또 다른 간단한 확인: 구한 x절편은 수직 점근선에서 거리가 1만큼 떨어져 있고, 이는 그래프와 대체로 맞아 보인다.)
원본 교재 풀이(영어)
(a) Since f(0)=2, we solve
2logppp=log2(0+p)=log2p=∣logp∣=±2=e±2=e2 or p=e21
We know that p is e2 or e21, but we have to decide between the two. In both cases, f(0)=2. Let's consider the domain of f(x). Since log2(x+p) is never negative, the square root does not restrict our domain. However, we can only take the logarithm of positive numbers. Therefore, the domain is
x such that x such that x+p>0x>−p
If p=e21, then the domain of f(x) is (−e21,∞). In particular, since −e21>−1, the domain of f(x) does not include x=−1. However, it is clear from the graph that f(−1) exists. So, p=e2.
(b) Now, we need to figure out what b is.
Notice that b is the end of the domain of f(x), which we already found to be (−p,∞). So, b=−p=−e2.
(As a quick check, if we take e≈2.7, then −e2=−7.29, and this looks about right on the graph.)
(c) The x-intercept is the value of x for which f(x)=0:
001x=log2(x+p)=log(x+p)=x+p=1−p=1−e2
The x-intercept is 1−e2.
(As another quick check, the x-intercept we found is a distance of 1 from the vertical asymptote, and this looks about right on the graph.)
수직 점근선은 함수가 무한히 커지는 곳에서 생긴다. 유리함수에서는 분모가 0이 될 때에만 이런 일이 일어날 수 있다. 이 문제에서는 x=3 일 때 분모가 0이고, 이때 분자는 147 이다. 즉 x 가 3에 한없이 가까워지면 분자는 147에 한없이 가까워지고 분모는 0에 한없이 가까워지므로, ∣f(x)∣ 는 한없이 커진다. 따라서 x=3 에서 수직 점근선이 있다.
수평 점근선은 x 가 양의 무한대와 음의 무한대로 갈 때의 극한을 구하여 찾는다. 이 문제에서는 두 극한이 같으므로 풀이를 하나로 합쳐 쓴다.
Vertical asymptotes occur where the function blows up. In rational functions, this can only happen when the denominator goes to 0. In our case, the denominator is 0 when x=3, and in this case the numerator is 147. That means that as x gets closer and closer to 3, the numerator gets closer and closer to 147 while the denominator gets closer and closer to 0, so ∣f(x)∣ grows without bound. That is, there is a vertical asymptote at x=3.
The horizontal asymptotes are found by taking the limits as x goes to infinity and negative infinity. In our case, they are the same, so we condense our work.
x→±∞lim3x3−81x(2x+1)(x−7)where a, b, ad c are some constants. Remember, for rational functions, you can figure out the end behaviour by looking only at the terms with the highest degree–the others won’t matter, so we don’t bother finding them. From here, we divide the numerator and denominator by the highest power of x in the denominator, x3.=x→±∞lim3x3−812x3+ax2+bx+c=x→±∞lim3x3−812x3+ax2+bx+c(x31x31)=x→±∞lim3−x3812+xa+x2b+x3c=3−02+0+0+0=32
So there is a horizontal asymptote of y=32 both as x→∞ and as x→−∞.
Since f(x) is continuous over all real numbers, it has no vertical asymptote.
To find the horizontal asymptotes, we evaluate
x→±∞limf(x).
x→∞lim103x−7So, there’s no horizontal asymptote as x→∞.x→−∞lim103x−7=let X=3x−7X→∞lim10X=∞=let X=3x−7X→−∞lim10X=let X′=−XX′→∞lim10−X′=X′→∞lim10X′1=0