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

3문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 1권 · 4.3절 · 1번우리말 번역

수학Ⅱ 이전에 이차방정식 y=ax2+bx+cy=a{x}^{2}+bx+c 의 최댓값 또는 최솟값의 위치를 구하는 공식 h=−b(2a)h=-\frac{b}{(2a)} 를 배웠습니다. 미적분을 이용하여 이 공식을 증명하세요.

영어 원문 보기

In precalculus, you learned a formula for the position of the maximum or minimum of a quadratic equation y=ax2+bx+c,y=a{x}^{2}+bx+c, which was h=−b(2a).h=-\frac{b}{(2a)}. Prove this formula using calculus.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 28번
# 극대와 극소증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 1권 · 4.3절 · 8번우리말 번역

최댓값이 둘 이상 있을 수 있나요? 그래프를 이용한 논증으로 가설을 증명하세요.

영어 원문 보기

Is it possible to have more than one absolute maximum? Use a graphical argument to prove your hypothesis.

정답·풀이 보기

최댓값은 xx 값이 아니라 함숫값(출력값)이므로 답은 '아니요'이다. 답은 다양할 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Since the absolute maximum is the function (output) value rather than the x value, the answer is no; answers will vary

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.3절 · 6번
# 극대와 극소증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.Active Calculus · 3.3절 · 12번우리말 번역

함수 g(x)g(x) 가 x≠2x \ne 2 인 모든 xx 의 값에서 연속이고, 그 1계 도함수가 g′(x)=(x+4)(x−1)2x−2g'(x) = \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2} 라고 하자. 또한 gg 가 x=2x = 2 에서 수직 점근선을 갖는 것으로 알려져 있다고 가정하자.

(a) gg 의 모든 임계수를 구하세요. (b) 1계 도함수의 부호표를 정확히 표기하여 만들고, 각 임계수에서 gg 가 극댓값을 갖는지, 극솟값을 갖는지, 아니면 둘 다 갖지 않는지 판단하세요. 참고: g′(x)g'(x) 는 g(x)g(x) 의 수직 점근선에서 부호가 바뀔 수 있음에 유의하세요. (c) gg 는 최댓값을 갖나요? 최솟값을 갖나요? 그 근거를 설명하세요. (d) lim⁡x→∞g′(x)\lim_{x \to \infty} g'(x) 의 값은 얼마인가요? 이 극한값은 gg 의 장기적인 변화 양상에 대해 무엇을 말해 주나요? (e) y=g(x)y = g(x) 의 가능한 그래프를 그리세요.

영어 원문 보기

Suppose that g(x)g(x) is a function continuous for every value of x≠2x \ne 2 whose first derivative is g′(x)=(x+4)(x−1)2x−2g'(x) = \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2}. Further, assume that it is known that gg has a vertical asymptote at x=2x = 2.

(a) Determine all critical numbers of gg. (b) By developing a carefully labeled first derivative sign chart, decide whether gg has as a local maximum, local minimum, or neither at each critical number. Note: observe that g′(x)g'(x) can change sign at the vertical asymptote of g(x)g(x). (c) Does gg have a global maximum? global minimum? Justify your claims. (d) What is the value of lim⁡x→∞g′(x)\lim_{x \to \infty} g'(x)? What does the value of this limit tell you about the long-term behavior of gg? (e) Sketch a possible graph of y=g(x)y = g(x).

정답·풀이 보기

(a) g′(x)=(x+4)(x−1)2x−2g'(x) = \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2} 이므로 g′(x)=0g'(x) = 0 이면 x=−4x = -4 또는 x=1x = 1 임을 알 수 있다. x=2x = 2 는 g′g' 을 정의되지 않게 하지만, gg 가 x=2x = 2 에서 수직 점근선을 갖는다고 하였으므로 x=2x = 2 는 gg 의 정의역에 속하지 않고, 따라서 엄밀히 말해 gg 의 임계수가 아니다. 그럼에도 수직 점근선은 g′g' 의 부호가 바뀔 수 있는 위치이므로, 1계 도함수의 부호표에는 x=2x = 2 를 표시한다. (b) 1계 도함수의 부호표는 x<−4x < -4 일 때 g′(x)>0g'(x) > 0, −4<x<1-4 < x < 1 일 때 g′(x)<0g'(x) < 0, 1<x<21 < x < 2 일 때 g′(x)<0g'(x) < 0, x>2x > 2 일 때 g′(x)>0g'(x) > 0 임을 보여 준다. 1계 도함수 판정법에 의해 gg 는 x=−4x = -4 에서 극댓값을 갖고, x=1x = 1 에서는 극댓값도 극솟값도 갖지 않는다. 이 두 값이 유일한 임계수이므로, 극값이 가능한 위치는 이 두 곳뿐이다. (참고: gg 가 x=2x = 2 에서 감소에서 증가로 바뀌지만, 이는 수직 점근선 때문이며 gg 는 그곳에서 극솟값을 갖지 않는다.) (c) gg 는 x→2−x \to 2^- 일 때 (이곳에서 gg 는 수직 점근선을 갖는다) 감소하므로 gg 는 최솟값을 갖지 않는다. x>2x > 2 에서 gg 는 항상 증가하므로 gg 가 최댓값을 갖지 않을 것으로 짐작된다. (다만 gg 가 한없이 증가하는지는 확실히 알지 못한다.) (d) 다음을 관찰하자. lim⁡x→∞g′(x)=(lim⁡x→∞(x+4)(x−1)2x−2=(lim⁡x→∞x3+2x2−7x+4x−2⋅1x1x=(lim⁡x→∞x2+2x−7+4x1−2x=(∞\begin{aligned}\lim_{x \to \infty} g'(x) =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2} \\ =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{x^3 + 2x^2 - 7x + 4}{x-2} \cdot \frac{\frac{1}{x}}{\frac{1}{x}} \\ =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{x^2 + 2x - 7 + \frac{4}{x}}{1 - \frac{2}{x}} \\ =\mathstrut & \infty\end{aligned} x→∞x \to \infty 일 때 g′(x)→∞g'(x) \to \infty 이므로, 이는 x→∞x \to \infty 일 때 gg 가 한없이 증가함을 말해 준다. (e) 위의 모든 풀이로부터 gg 는 x=−4x = -4 에서 극댓값을 갖고, x=1x = 1 에서는 극댓값도 극솟값도 갖지 않으면서 수평인 접선을 가지며, x=2x = 2 에서 수직 점근선을 갖고, 또한 x→∞x \to \infty 일 때 gg 와 g′g' 이 모두 한없이 증가함을 알 수 있다. 따라서 gg 의 가능한 그래프는 다음과 같다. 이 그림에 대체 텍스트를 추가하세요.

원본 교재 풀이(영어)

(a) Since g′(x)=(x+4)(x−1)2x−2g'(x) = \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2}, we see that g′(x)=0g'(x) = 0 implies that x=−4x = -4 or x=1x = 1. While x=2x = 2 makes g′g' undefined, we are told that gg has a vertical asymptote at x=2x = 2, so x=2x = 2 is not in the domain of gg, and hence is technically not a critical number of gg. Nonetheless, we place x=2x = 2 on our first derivative sign chart since the vertical asymptote is a location at which g′g' may change sign. (b) The first derivative sign chart shows that g′(x)>0g'(x) > 0 for x<−4x < -4, g′(x)<0g'(x) < 0 for −4<x<1-4 < x < 1, g′(x)<0g'(x) < 0 for 1<x<21 < x < 2, and g′(x)>0g'(x) > 0 for x>2x > 2. By the first derivative test, gg has a local maximum at x=−4x = -4 and neither a max nor min at x=1x = 1. As these are the only two critical numbers, these are the only two locations for possible extremes. (Note: although gg changes from decreasing to increasing at x=2x = 2, this is due to a vertical asymptote, and gg does not have a minimum there.) (c) Because gg is decreasing as x→2−x \to 2^- (where gg has a vertical asymptote), gg does not have a global minimum. For x>2x > 2, gg is always increasing, which suggests that gg does not have a global maximum (though we do not know for sure that gg increases without bound). (d) We observe that lim⁡x→∞g′(x)=(lim⁡x→∞(x+4)(x−1)2x−2=(lim⁡x→∞x3+2x2−7x+4x−2⋅1x1x=(lim⁡x→∞x2+2x−7+4x1−2x=(∞\begin{aligned}\lim_{x \to \infty} g'(x) =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{(x+4)(x-1)^2}{x-2} \\ =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{x^3 + 2x^2 - 7x + 4}{x-2} \cdot \frac{\frac{1}{x}}{\frac{1}{x}} \\ =\mathstrut & \lim_{x \to \infty} \frac{x^2 + 2x - 7 + \frac{4}{x}}{1 - \frac{2}{x}} \\ =\mathstrut & \infty\end{aligned} Since g′(x)→∞g'(x) \to \infty as x→∞x \to \infty, this tells us that gg increases without bound as x→∞x \to \infty. (e) From all of our work above, we know that gg has a local maximum at x=−4x = -4, a horizontal tangent line with neither a max nor min at x=1x = 1, and a vertical asymptote at x=2x = 2, plus gg and g′g' both increase without bound as x→∞x \to \infty. Thus, a possible graph of gg is the following. ADD ALT TEXT TO THIS IMAGE

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 3.3절 · 13번
# 극대와 극소증명·논술자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)