아래 그래프로 나타낸 함수는 어떤 대칭성(우함수, 기함수, 주기성)을 가지는지 구하세요.

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What symmetries (even, odd, periodic) does the function graphed below have?

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이 함수는 축에 대해 대칭이므로 우함수이다.
원본 교재 풀이(영어)
This function is symmetric across the -axis, so it is even.
문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 미분
증가·감소와 극값, 대칭, 점근선을 모아 함수의 그래프 개형을 그린다
유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
31문제 · 2 / 2쪽
아래 그래프로 나타낸 함수는 어떤 대칭성(우함수, 기함수, 주기성)을 가지는지 구하세요.

What symmetries (even, odd, periodic) does the function graphed below have?

이 함수는 축에 대해 대칭이므로 우함수이다.
This function is symmetric across the -axis, so it is even.
아래 그래프로 나타낸 함수는 어떤 대칭성(우함수, 기함수, 주기성)을 가지는지 구하세요.

What symmetries (even, odd, periodic) does the function graphed below have?

이 함수는 축에 대해 대칭이 아니므로 우함수가 아니다.
그래프가 보인 대로 계속된다고 가정하면, 아래에 나타낸 단위가 반복되므로 이 함수는 주기함수이다.

또한 는 기함수이다. 기함수 대칭을 가지는 함수에서는 곡선의 오른쪽 부분(축의 오른쪽 부분)을 축과 축에 대해 모두 대칭이동하면 곡선의 왼쪽 부분과 겹친다.



그래프의 오른쪽 부분을 축에 대해 대칭이동한 다음 축에 대해 대칭이동하면 가 되므로, 는 기함수라고 결론짓는다.
The function is not even, because it is not mirrored across the -axis.
Assuming it continues as shown, the function is periodic, because the unit shown below is repeated:

Additionally, is odd. In a function with odd symmetry, if we mirror the right-hand portion of the curve (the portion to the right of the -axis) across both the -axis and the -axis, it lines up with the left-hand portion of the curve.



Since reflecting the right-hand portion of the graph across the -axis, then the -axis, gives us , we conclude is odd.
가 모든 실수에서 정의된 우함수라고 하자. 아래는 일 때의 곡선 이다. 곡선을 완성하여 그리세요.

Suppose is an even function defined for all real numbers. Below is the curve when . Complete the sketch of the curve.

함수가 우함수이므로, 보인 부분을 축에 대해 대칭이동하기만 하면 그래프가 완성된다.

Since the function is even, we simply reflect the portion shown across the -axis to complete the sketch.

가 모든 실수에서 정의된 기함수라고 하자. 아래는 일 때의 곡선 이다. 곡선의 그래프를 완성하세요.

Suppose is an odd function defined for all real numbers. Below is the curve when . Complete the sketch of the curve.

함수가 기함수이므로, 그래프를 완성하려면 주어진 부분을 축에 대하여 대칭이동한 다음(점선으로 표시), 다시 축에 대하여 대칭이동한다(빨간색으로 표시).

Since the function is odd, to complete the sketch, we reflect the portion shown across the -axis (shown dashed), then the -axis (shown in red).

가 우함수임을 보이세요.
Show that is even.
함수가 우함수이려면 이어야 한다.
따라서 는 우함수이다.
A function is even if .
So, is even.
가 주기함수임을 보이세요.
Show that is periodic.
임의의 실수 에 대해 임을 보이겠다.
따라서 는 주기함수이다.
For any real number , we will show that .
So, is periodic.
의 주기를 구하세요.
What is the period of ?
와 를 따로 생각해 보자. 탄젠트의 주기는 임을 떠올리자.
따라서 의 주기는 이다.
종합하면, 는 와 가 모두 반복될 때 반복된다. 와 의 공통인 정수 배수 중 가장 작은 것은 이다. 는 만큼마다 반복되고 는 만큼마다 반복되므로, 둘은 만큼 이동해야 비로소 함께 반복된다. 따라서 의 주기는 이다.
Let's consider and separately. Recall that is the period of tangent.
So, the period of is .
All together, will repeat when both and repeat. The least common integer multiple of and is . Since repeats every units, and repeats every units, they will not both repeat until we move units. So, the period of is .
(a) 함수 의 그래프를 그리세요. 이때 점근선, 극댓값과 극솟값, 변곡점, 그리고 그래프가 아래로 볼록인 구간과 위로 볼록인 구간을 나타내세요. (b) 함수 를 생각하세요. 여기서 는 상수이고 입니다. 이 함수는 몇 개의 근을 갖는지 구하세요. (답은 의 값에 따라 달라질 수 있습니다.)
(a) Sketch the graph of , indicating asymptotes, local maxima and minima, inflection points, and where the graph is concave up/concave down. (b) Consider the function , where is a constant, . How many roots does the function have? (Your answer might depend on the value of .)
(a) 먼저 미분한다. 함수와 그 도함수로부터 다음을 알 수 있다.
이로부터 그래프의 대략적인 모양을 처음으로 짐작할 수 있다.

이 뼈대를 이계도함수의 정보를 이용해 다듬는다.
따라서

(b) 함수 가 에서 근을 가질 필요충분조건은 에서 인 것이다. 따라서 의 서로 다른 실근의 개수는 곡선 가 수평선 와 만나는 횟수와 같다. 의 극댓값( 일 때)은 이고, 의 극솟값( 일 때)은 이다. 따라서 위의 의 그래프를 보면, 의 서로 다른 실근의 개수는 다음과 같다.
(a) First, we differentiate. The function and its first derivative tells us the following:
This gives us a first idea of the shape of the graph.

We refine this skeleton using information from the second derivative.
Thus

(b) The function has a root at if and only if at . So the number of distinct real roots of is the number of times the curve crosses the horizontal line . The local maximum of (when ) is , and the local minimum of (when ) is . So, looking at the graph of above, we see that the number of distinct real roots of is
()으로 주어진 한 매개변수 함수족을 생각하세요.
(a) 각 함수가 3차 다항식이며 에서 중복된 영점을, 에서 또 다른 영점을 갖는다는 사실을 이용하여, 이 함수족의 대표적인 한 함수의 그래프를 그리세요. (b) 의 모든 임계점을 구하세요. (c) 을 구하고 인 모든 값을 구하세요. 이를 바탕으로 의 이계도함수 부호표를 만드세요. (d) 가 변함에 따라 의 임계점과 변곡점의 위치가 어떻게 변하는지 설명하세요. 즉, 의 값이 커지면 임계점과 변곡점은 어떻게 되는지 설명하세요.
Consider the one-parameter family of functions given by , where .
(a) Sketch a plot of a typical member of the family, using the fact that each is a cubic polynomial with a repeated zero at and another zero at . (b) Find all critical numbers of . (c) Compute and find all values for which . Hence construct a second derivative sign chart for . (d) Describe how the location of the critical numbers and the inflection point of change as changes. That is, if the value of is increased, what happens to the critical numbers and inflection point?
(a) 로 쓰면 과 에서 임을 알 수 있다. 또 모든 에 대해 이므로, 일 때마다 이고 모든 에 대해 임을 알 수 있다. 이러한 함수의 대표적인 예를 아래에 그렸다.
(b) 의 임계점을 구하기 위해 먼저 를 구한다. 를 상수로 보면 이다. 따라서 으로 놓으면 이므로 과 가 의 임계점이다.
(c) 이므로 에서 이다. 는 기울기가 양인 일차함수이므로 에서 의 부호가 음에서 양으로 바뀐다. 따라서 는 에서 위로 볼록, 에서 아래로 볼록이며, 는 의 유일한 변곡점이다.
(d) 은 항상 의 임계점이다. 그러나 에 있는 다른 임계점과 에 있는 변곡점은 모두 에 직접 의존함이 분명하다. 의 값을 키우면 이 임계점과 변곡점의 위치가 모두 와 함께 오른쪽으로 이동한다.
(a) Writing , we see that at and . Further, since for all , we note that whenever and for all . A typical such function is plotted below.
(b) To find the critical numbers of , we first compute . Treating as constant, we have . Thus, setting , we find that and thus and are the critical numbers of .
(c) Observe that and thus implies that . Since is linear with positive slope, we see that changes sign from negative to positive at , and thus is concave down for and concave up for and is the only inflection point of .
(d) There is always a critical number of at . But the other critical number at and the inflection point at both obviously depend directly on : as we increase the value of , both the location of the critical number and the inflection point move to the right along with .
를 인 매개변수 하나를 가진 함수족이라고 하자.
(a) 가 에서 수직 점근선을 갖는 이유를 설명하세요. (b) 와 를 구하세요. (c) 를 구하고, 의 모든 임계수를 구하세요. (d) 의 일계도함수 부호표를 만들고, 각 임계수가 함수 의 극솟값, 극댓값, 또는 둘 다 아닌 것 중 어느 것으로 이어지는지 판단하세요. (e) 이 함수족의 대표적인 함수 하나의 그래프를 중요한 성질을 분명히 표시하여 그리세요.
Let be a one-parameter family of functions where .
(a) Explain why has a vertical asymptote at . (b) Determine and . (c) Compute and find all critical numbers of . (d) Construct a first derivative sign chart for and determine whether each critical number leads to a local minimum, local maximum, or neither for the function . (e) Sketch a typical member of this family of functions with important behaviors clearly labeled.
(a) 에서 분자의 값은 이고, 분모의 값은 에서 이다. 따라서 이고 이다. 그러므로 직선 는 의 수직 점근선이다.
(b) 를 로 쓸 수 있으므로, 일 때 분모가 한없이 커짐을 알 수 있다. 따라서 이다. 그러므로 직선 은 의 수평 점근선이다. 일 때 는 한없이 커지고 는 한없이 작아진다. 따라서 일 때 는 부정형이다. 로피탈의 법칙을 적용하면 다음을 얻는다.
(c) 를 이용하여 몫의 미분법과 곱의 미분법을 쓰고 식을 정리하면 다음과 같다.
함수 의 임계점은 정의역 안에서 이거나 가 존재하지 않는 곳에 있다. 는 에서 정의되지 않지만, 는 mq의 정의역에 속하지 않는다. 따라서 의 임계점은 일 때만 생긴다. 분수 가 이 되는 경우는 분자가 일 때뿐이다. 이 되는 것은 일 때이므로, 의 임계수는 하나뿐이다.
(d) 지수함수 와 이차식 의 값은 일 때 양수이므로, 의 부호는 전적으로 의 부호에 달려 있다. 일 때 이고 일 때 이다. 따라서 는 에서 증가하고 에서 감소하므로, 은 극댓값이다. (b)에서 보인 것처럼 의 값은 얼마든지 크게 만들 수 있으므로, 이 값은 극댓값이다.
(e) 로 주어진 함수족의 대표적인 함수는 에서 수직 점근선을 갖고, 의 왼쪽으로 1만큼 떨어진 에서 극댓값을 갖는 임계수가 있음을 보였다. 대표적인 그래프는 아래와 같다. 가 (d)에서 구한 대로 증가하고 감소하는 모습에 주목하자.
(a) The value of the numerator at is , while the value of the denominator is at . Thus, and . This makes the line a vertical asymptote for .
(b) We can write as and thus see the denominator increases without bound as . Therefore, . This makes the line a horizontal asymptote for . As , increases without bound, while decreases without bound. Thus, has an indeterminate form as . Applying L'Hopital's Rule gives us
(c) Using , the quotient and product rules along with algebraic simplification show that
The function has critical points in its domain where or doesn't exist. Note that is undefined at , but is not in the domain of mq. Thus, the only critical points of occur when . The only way the fraction can be is if the numerator is . Since when , the only critical number for is .
(d) The values of the exponential function and the quadratic are positive for , so the sign of depends entirely on the sign of . When we see that and when we have . Thus, is increasing on and is decreasing on , so it follows that is a relative maximum value. This value is a local maximum, since the value of can be made as large as we like as shown in part (b).
(e) We've shown that a typical member of the family of functions given by has a vertical asymptote at and a critical number at which a local maximum occurs one unit to the left of at . A typical such graph is shown below. Note how is increasing and decreasing according to our earlier work in (d).
이라 하세요. 여기서 은 임의의 실수이고 는 양의 실수입니다.
(a) 를 구하고, 이를 이용하여 의 모든 임계수를 구하세요. (b) 에 대한 1계 도함수의 부호표를 만들고, 함수의 각 임계수가 극솟값, 극댓값, 또는 둘 다 아닌 것 중 어느 것인지 분류하세요. (c) 는 다음 식으로 주어짐을 보일 수 있습니다. 인 의 값을 모두 구하세요. (d) 와 를 구하세요. (e) 의 그래프 위의 중요한 점들이 과 에 어떻게 의존하는지 분명하게 보이도록, 일반적인 함수 의 그래프를 이름을 붙여 그리세요.
Let , where is any real number and is a positive real number.
(a) Compute and hence find all critical numbers of . (b) Construct a first derivative sign chart for and classify each critical number of the function as a local minimum, local maximum, or neither. (c) It can be shown that is given by the formula Find all values of for which . (d) Determine and . (e) Construct a labeled graph of a typical function that clearly shows how important points on the graph of depend on and .
(a) 과 를 상수로 보고 연쇄 법칙을 적용하면,
는 모든 의 값에서 정의되므로, 임계수는 인 곳에서만 나타난다. 의 거듭제곱은 결코 0이 되지 않으므로, 이 되는 방법은 인 경우뿐이고, 이로부터 이다. 따라서 이 의 유일한 임계수이다.
(b) (a)에서 보았듯이 이 의 유일한 임계수이다. 게다가 의 거듭제곱은 항상 양수이므로, 의 부호는 전적으로 식 에 의해 정해진다. 의 이 일차함수는 기울기가 음수이므로 에서 양수이고 에서 음수이며, 따라서 는 에서 양수이고 에서 음수이다. 그러므로 에서 는 증가하고 에서 는 감소하며, 에서 극댓값을 가진다.
(c) 주어진 의 식과, 의 거듭제곱은 양수라는 사실로부터, 이 되는 방법은
인 경우뿐이고, 이로부터 이므로 , 즉 이다. 이 두 값이 이 되는 의 값이다.
(d) 일 때, 이차함수 은 한없이 감소한다. 이 이차함수의 그래프는 위로 볼록한 포물선이므로 그렇다. 따라서 의 식에서 의 지수는 한없이 감소하고, 를 절댓값이 점점 더 큰 음수만큼 거듭제곱하면 그 결과가 0에 가까워지므로 는 에 가까워진다. 그러므로 이다.
(e) 는 에서 하나의 임계수를 가지고, 에서 변곡점이 될 수 있는 두 점을 가지며, 일 때 임을 보였다. 이 모든 성질이 다음 그림에 나타나 있다.
(a) Treating and as constants, by the chain rule,
Note that is defined for every value of , thus the only critical numbers occur where . Since raised to any power is never zero, the only way that is for , which implies that . Thus, is the only critical number of .
(b) As we noted in (a), is the only critical number of . More over, since to any power is always positive, the sign of depends entirely on the expression . This linear function of has negative slope, and thus is positive for and negative for , and thus is positive for and negative for . Therefore, is increasing for and decreasing for , with a local maximum at .
(c) From the given formula for and our knowledge that to any power is positive, the only way is for
which implies that , and therefore , or . These are the two values for which .
(d) As , we know that the quadratic function must decrease without bound because the quadratic function opens down. Thus, the power to which we are raising in the formula for is decreasing without bound, which means that must approach since raising to more and more negative numbers drives the result to . Thus, .
(e) We've shown that has a single critical number at and two potential points of inflection at , as well as that as . All of these properties are reflected in the following figure.