문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 미분

롤의 정리와 평균값 정리

평균변화율과 같은 순간변화율을 갖는 점이 있음을 이용해 값을 구하거나 보인다

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

1문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 1권 · 4.4절 · 40번우리말 풀이

다음 문제에서 계산기로 구간 [a,b][a,b] 에서의 함수의 그래프와 aa 에서 bb 까지의 할선을 그리세요. 평균값 정리가 보장하는 모든 cc 의 값을 계산기로 어림하세요. 그런 다음 가능하면 cc 의 정확한 값을 구하고, 아니면 최종 방정식을 쓰고 계산기로 소수 넷째 자리까지 어림하세요.

[계산기 사용] 구간 [−4,0][-4,0] 에서 y=∣x2+2x−4∣y=\left|x^2+2x-4\right|

영어 원문 보기

For the following exercises, use a calculator to graph the function over the interval [a,b][a,b] and graph the secant line from aa to b.b. Use the calculator to estimate all values of cc as guaranteed by the Mean Value Theorem. Then, find the exact value of c,c, if possible, or write the final equation and use a calculator to estimate to four digits.

[T] y=∣x2+2x−4∣y=|{x}^{2}+2x-4| over [−4,0][-4,0]

풀이 보기

평균값 정리를 쓰기 전에 연속·미분가능 조건부터 확인해요. 절댓값이 있으면 안쪽 식이 0이 되는 곳에서 그래프가 꺾일 수 있어요.

  1. 1

    안쪽 식이 0이 되는 곳을 찾아요. x2+2x−4=0x^2+2x-4=0 을 풀면 x=−1±5x=-1\pm\sqrt5, 즉 x≈−3.236x\approx-3.236 과 x≈1.236x\approx1.236 이에요. 이 중 x=−1−5≈−3.236x=-1-\sqrt5\approx-3.236 이 구간 [−4,0][-4,0] 안에 있어요.

  2. 2

    그곳에서 미분가능한지 봐요. 이 점의 왼쪽에서는 안쪽 식이 양수이고 오른쪽에서는 음수예요. 그래서 f(x)=∣g(x)∣f(x)=|g(x)| 의 기울기가 왼쪽에서는 g′(x)=2x+2≈−4.47g'(x)=2x+2\approx-4.47 , 오른쪽에서는 −g′(x)≈+4.47-g'(x)\approx+4.47 이 되어 서로 달라요. 그래프가 뾰족하게 꺾이는 점이라 이 점에서 미분가능하지 않아요.

  3. 3

    결론을 내려요. 열린 구간 (−4,0)(-4,0) 안에 미분불가능한 점이 있으므로 평균값 정리의 조건을 만족하지 않아요. 따라서 평균값 정리는 적용되지 않아요.

  4. 4

    참고로 확인해 봐요. f(−4)=4f(-4)=4, f(0)=4f(0)=4 이므로 평균변화율은 00 이에요. 실제로 −3.236<x<1.236-3.236<x<1.236 에서 f(x)=−(x2+2x−4)f(x)=-(x^2+2x-4) 이므로 f′(−1)=0f'(-1)=0 인 c=−1c=-1 이 있긴 해요. 하지만 이것은 정리가 보장해 준 것이 아니라 우연히 성립하는 것이에요.

답

평균값 정리를 적용할 수 없다 (x=−1−5x=-1-\sqrt5 에서 미분불가능)

자주 하는 실수

결론이 우연히 성립해도 평균값 정리가 적용된다고 말하면 안 돼요. 조건을 만족하는지가 핵심이에요.

원본 교재 풀이(영어)

The Mean Value Theorem does not apply.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.4절 · 10번
# 롤의 정리와 평균값 정리개념 확인도전