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

23문제 · 1 / 2쪽

1.OpenStax 1권 · 2.3절 · 17번우리말 풀이

직접 대입을 써서 각 극한이 0/00/0 꼴임을 보인 다음, 극한값을 구하세요.

lim⁡θ→πsin⁡θtan⁡θ\lim_{\theta \to \pi }\frac{\sin \theta }{\tan \theta }

영어 원문 보기

In the following exercises, use direct substitution to show that each limit leads to the indeterminate form 0/0.0/0. Then, evaluate the limit.

lim⁡θ→πsin⁡θtan⁡θ\lim_{\theta \to \pi }\frac{\sin \theta }{\tan \theta }

풀이 보기

tan⁡θ\tan\theta 를 sin⁡θcos⁡θ\frac{\sin\theta}{\cos\theta} 로 바꾸면 분모·분자의 sin⁡θ\sin\theta 가 약분돼요.

  1. 1

    먼저 θ=π\theta=\pi 를 그대로 넣어 봐요.

    sin⁡πtan⁡π=00\frac{\sin\pi}{\tan\pi}=\frac{0}{0}

    0/00/0 꼴이라 값을 바로 알 수 없으니 식을 바꿔야 해요.

  2. 2

    tan⁡θ=sin⁡θcos⁡θ\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} 를 써서 분모를 바꿔요.

    sin⁡θtan⁡θ=sin⁡θsin⁡θcos⁡θ=sin⁡θ⋅cos⁡θsin⁡θ\frac{\sin\theta}{\tan\theta}=\frac{\sin\theta}{\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}}=\sin\theta\cdot\frac{\cos\theta}{\sin\theta}

  3. 3

    θ≠π\theta\neq\pi 인 동안 sin⁡θ≠0\sin\theta\neq0 이므로 약분할 수 있어요. 식이 cos⁡θ\cos\theta 가 돼요.

    lim⁡θ→πcos⁡θ=cos⁡π=−1\lim_{\theta\to\pi}\cos\theta=\cos\pi=-1

답

−1-1

자주 하는 실수

0/00/0 이라고 해서 극한이 00 이거나 없다고 결론내요. 0/00/0 은 식을 정리해야 알 수 있는 꼴이에요.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡θ→πsin⁡θtan⁡θ=sin⁡πtan⁡π=00;\lim_{\theta \to \pi }\frac{\sin \theta }{\tan \theta }=\frac{\sin \pi }{\tan \pi }=\frac{0}{0}; then, lim⁡θ→πsin⁡θtan⁡θ=lim⁡θ→πsin⁡θsin⁡θcos⁡θ=lim⁡θ→πcos⁡θ=−1\lim_{\theta \to \pi }\frac{\sin \theta }{\tan \theta }=\lim_{\theta \to \pi }\frac{\sin \theta }{\frac{\sin \theta }{\cos \theta }}=\lim_{\theta \to \pi }\cos \theta =-1

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.9절 · 25번
2.OpenStax 1권 · 3.5절 · 1번우리말 풀이

다음 함수에 대하여 dydx\frac{dy}{dx} 를 구하세요.

y=x2−sec⁡x+1y={x}^{2}-\sec x+1

영어 원문 보기

For the following exercises, find dydx\frac{dy}{dx} for the given functions.

y=x2−sec⁡x+1y={x}^{2}-\sec x+1

풀이 보기

항별로 미분하고, (sec⁡x)′=sec⁡xtan⁡x(\sec x)'=\sec x\tan x 를 써요.

  1. 1

    합·차로 이어진 식은 항마다 따로 미분해도 돼요.

  2. 2

    (x2)′=2x(x^2)'=2x, (sec⁡x)′=sec⁡xtan⁡x(\sec x)'=\sec x\tan x, 상수 11 의 미분은 00 이에요.

    dydx=2x−sec⁡xtan⁡x+0=2x−sec⁡xtan⁡x\frac{dy}{dx}=2x-\sec x\tan x+0=2x-\sec x\tan x

답

dydx=2x−sec⁡xtan⁡x\dfrac{dy}{dx}=2x-\sec x\tan x

자주 하는 실수

(sec⁡x)′(\sec x)' 를 sec⁡2x\sec^2x 로 착각해요. sec⁡2x\sec^2x 는 tan⁡x\tan x 의 도함수예요.

원본 교재 풀이(영어)

dydx=2x−sec⁡xtan⁡x\frac{dy}{dx}=2x-\sec x\tan x

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.5절 · 25번
# 삼각함수의 미분계산기본
3.OpenStax 1권 · 3.6절 · 16번우리말 풀이

다음 함수에 대하여 dydx\frac{dy}{dx} 를 구하세요.

y=(5−2x)−2y={(5-2x)}^{-2}

영어 원문 보기

For the following exercises, find dydx\frac{dy}{dx} for each function.

y=(5−2x)−2y={(5-2x)}^{-2}

답 쓰고 채점
풀이 보기

겉함수(거듭제곱)를 미분하고 속함수 5−2x5-2x 의 미분을 곱해요.

  1. 1

    u=5−2xu=5-2x 로 놓으면 y=u−2y=u^{-2} 이에요. 합성함수의 미분법은 dydx=dydu⋅dudx\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{dy}{du}\cdot\dfrac{du}{dx} 예요.

  2. 2

    dydu=−2u−3\dfrac{dy}{du}=-2u^{-3}, dudx=−2\dfrac{du}{dx}=-2 이므로

    dydx=−2(5−2x)−3⋅(−2)=4(5−2x)−3\frac{dy}{dx}=-2(5-2x)^{-3}\cdot(-2)=4(5-2x)^{-3}

  3. 3

    음의 지수를 분수로 바꾸면 4(5−2x)3\dfrac{4}{(5-2x)^3} 이에요.

답

4(5−2x)3\dfrac{4}{(5-2x)^{3}}

자주 하는 실수

속함수의 미분 −2-2 를 곱하는 것을 잊어요.

원본 교재 풀이(영어)

4(5−2x)3\frac{4}{{(5-2x)}^{3}}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 34번
# 합성함수의 미분법계산기본
4.OpenStax 1권 · 3.9절 · 1번우리말 풀이

다음 함수에 대하여 f′(x)f'(x) 를 구하세요.

f(x)=x2exf(x)=x^{2}e^{x}

영어 원문 보기

For the following exercises, find f′(x){f}^{'}(x) for each function.

f(x)=x2exf(x)={x}^{2}{e}^{x}

답 쓰고 채점
풀이 보기

두 함수의 곱은 곱의 미분법 (uv)′=u′v+uv′(uv)'=u'v+uv' 로 미분하고, exe^x 는 미분해도 exe^x 예요.

  1. 1

    x2x^2 과 exe^x 의 곱이므로 곱의 미분법을 써요. u=x2, v=exu=x^2,\ v=e^x 로 놓으면 u′=2x, v′=exu'=2x,\ v'=e^x 예요.

  2. 2

    공식에 넣어요.

    f′(x)=u′v+uv′=2x ex+x2exf'(x)=u'v+uv'=2x\,e^{x}+x^{2}e^{x}

  3. 3

    원하면 exe^x 로 묶어 f′(x)=ex(x2+2x)f'(x)=e^{x}(x^{2}+2x) 로 써도 같은 식이에요.

답

f′(x)=2xex+x2exf'(x)=2xe^{x}+x^{2}e^{x}

자주 하는 실수

곱의 미분을 (uv)′=u′v′(uv)'=u'v' 처럼 각각 따로 미분해서 곱해 버려요.

원본 교재 풀이(영어)

2xex+x2ex2x{e}^{x}+{x}^{2}{e}^{x}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.7절 · 14번
5.OpenStax 2권 · 7.2절 · 4번대학 수준우리말 풀이

다음 문제에서 매개변수로 나타낸 식은 각각 직선을 나타내요. 매개변수를 없애지 말고 각 직선의 기울기를 구하세요.

x=−5t+7,  y=3t−1x=-5t+7,\ \ y=3t-1

영어 원문 보기

For the following exercises, each set of parametric equations represents a line. Without eliminating the parameter, find the slope of each line.

x=−5t+7,y=3t−1\begin{array}{cc}x=-5t+7, & y=3t-1\end{array}

답 쓰고 채점
풀이 보기

기울기 dydx=dy/dtdx/dt\frac{dy}{dx}=\dfrac{dy/dt}{dx/dt} 를 쓰면 매개변수를 없애지 않아도 돼요.

  1. 1

    매개변수 tt 로 나타낸 곡선의 기울기는 dydx=dy/dtdx/dt\frac{dy}{dx}=\frac{dy/dt}{dx/dt} 예요. 분자·분모를 각각 tt 로 미분해서 나눠요.

  2. 2

    dxdt=−5\frac{dx}{dt}=-5, dydt=3\frac{dy}{dt}=3 이에요.

  3. 3

    dydx=3−5=−35\frac{dy}{dx}=\frac{3}{-5}=-\frac35

답

−35-\frac35

자주 하는 실수

분자와 분모를 거꾸로 나누어 −53-\frac53 이라고 쓰기 쉬워요. yy 의 변화량이 분자예요.

원본 교재 풀이(영어)

−35\frac{-3}{5}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 7.2절 · 32번
6.OpenStax 2권 · 7.2절 · 32번대학 수준우리말 풀이

다음 문제에서 매개변수의 주어진 값에서 dydx\frac{dy}{dx} 의 값을 구하세요.

x=cos⁡t,  y=sin⁡t,  t=3π4x=\cos t,\ \ y=\sin t,\ \ t=\frac{3\pi}{4}

영어 원문 보기

For the following exercises, find dy/dxdy/dx at the value of the parameter.

x=cos⁡ t,y=sin⁡ t,t=3π4\begin{array}{cc}x=\cos \,t, & y=\sin \,t,\quad t=\frac{3\pi }{4}\end{array}

답 쓰고 채점
풀이 보기

dydx=dy/dtdx/dt\frac{dy}{dx}=\frac{dy/dt}{dx/dt} 를 먼저 tt 의 식으로 구한 뒤 tt 값을 넣어요.

  1. 1

    매개변수 곡선의 기울기는 dydx=dy/dtdx/dt\frac{dy}{dx}=\frac{dy/dt}{dx/dt} 예요. 먼저 각각 미분해요. dxdt=−sin⁡t\frac{dx}{dt}=-\sin t, dydt=cos⁡t\frac{dy}{dt}=\cos t 예요.

  2. 2

    dydx=cos⁡t−sin⁡t=−cos⁡tsin⁡t\frac{dy}{dx}=\frac{\cos t}{-\sin t}=-\frac{\cos t}{\sin t}

  3. 3

    t=3π4t=\frac{3\pi}{4} 에서 cos⁡t=−22\cos t=-\frac{\sqrt2}{2}, sin⁡t=22\sin t=\frac{\sqrt2}{2} 이므로 dydx=−−2/22/2=1\frac{dy}{dx}=-\frac{-\sqrt2/2}{\sqrt2/2}=1

  4. 4

    검산해요. 이 곡선은 단위원이고, 원 위의 점 (−22,22)\left(-\frac{\sqrt2}{2},\frac{\sqrt2}{2}\right) 에서 반지름의 기울기는 −1-1 이에요. 접선은 반지름에 수직이므로 기울기는 11 이에요.

답

11

자주 하는 실수

dxdt=−sin⁡t\frac{dx}{dt}=-\sin t 의 부호를 빠뜨리면 답이 −1-1 이 돼요.

원본 교재 풀이(영어)

1

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 7.2절 · 4번
7.CLP-1 · 2.7절 · 1번우리말 번역

그래프의 곡선을 다음 함수와 짝지으세요. (a) y=(12)x(b) y=1x(c) y=2x(d) y=2−x(e) y=3x(a)~ y=\left(\frac{1}{2}\right)^x \qquad(b)~ y=1^x\qquad (c)~ y=2^x \qquad (d)~ y=2^{-x}\qquad(e)~ y=3^x

그림

영어 원문 보기

Match the curves in the graph to the following functions: (a) y=(12)x(b) y=1x(c) y=2x(d) y=2−x(e) y=3x(a)~ y=\left(\frac{1}{2}\right)^x \qquad(b)~ y=1^x\qquad (c)~ y=2^x \qquad (d)~ y=2^{-x}\qquad(e)~ y=3^x

figure

정답·풀이 보기

모든 xx 에 대해 1x=11^x=1 이므로 (b)(b) 는 상수함수 y=1y=1 이다. 따라서 D는 (b)(b) 와 짝지어진다.

2−x=12x=(12)x2^{-x}=\frac{1}{2^x}=\left(\frac{1}{2}\right)^x 이므로 함수 (a)(a) 와 (d)(d) 는 서로 같다. 이 함수는 주어진 함수 중 x→−∞x\to-\infty 일 때 커지고 x→∞x \to \infty 일 때 작아지는 유일한 함수이므로, A는 (a)(a) 와 (d)(d) 에 짝지어진다.

이제 B와 C가 (c)(c) 와 (e)(e) 에 짝지어지는 일이 남는다. 3>23>2 이므로 x>0x>0 일 때 3x>2x3^x>2^x 이다. 따라서 (e)(e) 는 xx축의 오른쪽에서 더 빠르게 커지는 함수에 짝지어진다. 즉 B는 (e)(e) 에, C는 (c)(c) 에 짝지어진다.

원본 교재 풀이(영어)

Since 1x=11^x=1 for any xx, we see that (b)(b) is just the constant function y=1y=1, so D matches to (b)(b).

Since 2−x=12x=(12)x2^{-x}=\frac{1}{2^x}=\left(\frac{1}{2}\right)^x, functions (a)(a) and (d)(d) are the same. This is the only function out of the lot that grows as x→−∞x\to-\infty and shrinks as x→∞x \to \infty, so A matches to (a)(a) and (d)(d).

This leaves B and C to match to (c)(c) and (e)(e). Since 3>23>2, when x>0x>0, 3x>2x3^x>2^x. So, (e)(e) matches to the function that grows more quickly to the right of the xx-axis: B matches to (e)(e), and C matches to (c)(c).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.7절 · 3번
# 지수함수와 로그함수의 미분그래프·표 해석기본자동 분류
8.CLP-1 · 2.7절 · 2번우리말 번역

아래 그래프는 지수함수 f(x)=axf(x)=a^x 와 그 도함수 f′(x)f'(x) 를 나타낸 것입니다. 상수 aa 를 설명하는 보기를 모두 고르세요. (a) a<0(b) a>0(c) a<1(d) a>1(e) a<e(f) a>e(a)~a<0\qquad(b)~a>0\qquad\qquad(c)~a<1\qquad(d)~a>1\qquad\qquad(e)~a<e\qquad(f)~a>e

그림

영어 원문 보기

The graph below shows an exponential function f(x)=axf(x)=a^x and its derivative f′(x)f'(x). Choose all the options that describe the constant aa. (a) a<0(b) a>0(c) a<1(d) a>1(e) a<e(f) a>e(a)~a<0\qquad(b)~a>0\qquad\qquad(c)~a<1\qquad(d)~a>1\qquad\qquad(e)~a<e\qquad(f)~a>e

figure

정답·풀이 보기

먼저 aa 가 1보다 큰지 작은지에 따라 지수함수 axa^x 가 어떻게 변하는지 살펴보자. 알다시피 lim⁡x→∞ax={∞a>10a<1\displaystyle \lim_{x\to\infty}a^x=\left\{\begin{array}{ll} \infty & a>1\\0&a<1 \end{array}\right. 이고 lim⁡x→−∞ax={0a>1∞a<1\displaystyle \lim_{x\to-\infty}a^x=\left\{\begin{array}{ll} 0 & a>1\\\infty&a<1 \end{array}\right. 이다. 주어진 함수는 lim⁡x→∞f(x)=∞\displaystyle \lim_{x \to \infty} f(x)=\infty 이고 lim⁡x→−∞f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -\infty} f(x)=0 이므로 a>1a>1 이다. 따라서 (d)(d) 가 성립하고 (b)(b) 도 성립한다. (axa^x 가 모든 실수에서 정의되므로 (b)(b) 가 성립함을 알 수도 있다.)

이제 aa 가 ee 보다 큰지 작은지 판단해야 한다. (aa 가 ee 와 같다면 f′(x)f'(x) 는 f(x)f(x) 와 같을 것이다.) 본문에서 함수 C(a)=lim⁡h→0ah−1hC(a)=\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{a^h-1}{h} 에 대해 ddx{ax}=C(a)ax\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{a^x\}=C(a)a^x 임을 보았다. C(e)=1C(e)=1 임을 안다. (사실 ee 는 이 성질을 갖는 수로 정한 것이다.) 그래프에서 f′(x)<f(x)f'(x)<f(x) 임을 알 수 있으므로 C(a)<1=C(e)C(a)<1=C(e) 이다. 즉 lim⁡h→0ah−1h<lim⁡h→0eh−1h\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{a^h-1}{h}<\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{e^h-1}{h} 이므로 a<ea<e 이다. 따라서 (e)(e) 가 성립한다.

원본 교재 풀이(영어)

First, let's consider the behaviour of exponential functions axa^x based on whether aa is greater or less than 1. As we know, lim⁡x→∞ax={∞a>10a<1\displaystyle \lim_{x\to\infty}a^x=\left\{\begin{array}{ll} \infty & a>1\\0&a<1 \end{array}\right. and lim⁡x→−∞ax={0a>1∞a<1\displaystyle \lim_{x\to-\infty}a^x=\left\{\begin{array}{ll} 0 & a>1\\\infty&a<1 \end{array}\right.. Our function has lim⁡x→∞f(x)=∞\displaystyle \lim_{x \to \infty} f(x)=\infty and lim⁡x→−∞f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -\infty} f(x)=0, so we conclude a>1a>1: thus (d)(d) and also (b)(b) hold. (We could have also seen that (b)(b) holds because axa^x is defined for all real numbers.)

It remains to decide whether aa is greater or less than ee. (If aa were equal to ee, then f′(x)f'(x) would be the same as f(x)f(x).) We saw in the text that ddx{ax}=C(a)ax\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{a^x\}=C(a)a^x for the function C(a)=lim⁡h→0ah−1hC(a)=\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{a^h-1}{h}. We know that C(e)=1C(e)=1. (Actually, we chose ee to be the number that has this property.) From our graph, we see that f′(x)<f(x)f'(x)<f(x), so C(a)<1=C(e)C(a)<1=C(e). In other words, lim⁡h→0ah−1h<lim⁡h→0eh−1h\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{a^h-1}{h}<\displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{e^h-1}{h}; so, a<ea<e. Thus (e)(e) holds.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.7절 · 5번
# 지수함수와 로그함수의 미분그래프·표 해석기본자동 분류
9.CLP-1 · 2.7절 · 3번우리말 번역

참 또는 거짓: ddx{ex}=xex−1\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{e^x\}=xe^{x-1}

영어 원문 보기

True or false: ddx{ex}=xex−1\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{e^x\}=xe^{x-1}

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

거듭제곱 법칙에 따르면 ddx{xn}=nxn−1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^n\}=nx^{n-1} 이다. 이 등식에서는 변수가 밑이고 지수가 상수이다. 함수 exe^x 에서는 이와 반대로 변수가 지수이고 밑이 상수이다. 따라서 거듭제곱 법칙은 적용되지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

The power rule tells us that ddx{xn}=nxn−1\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{x^n\}=nx^{n-1}. In this equation, the variable is the base, and the exponent is a constant. In the function exe^x, it's reversed: the variable is the exponent, and the base it a constant. So, the power rule does not apply.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.7절 · 2번
# 지수함수와 로그함수의 미분개념 확인기본자동 분류
10.CLP-1 · 2.8절 · 1번우리말 번역

사인함수와 코사인함수의 그래프를 x=−2πx=-2\pi 부터 x=2πx=2\pi 까지 같은 좌표축 위에 그리세요. sin⁡x\sin x 가 수평인 접선을 갖는 점들을 표시하세요. 이 점들은 코사인함수의 그래프에서 무엇에 해당하는지 설명하세요.

영어 원문 보기

Graph sine and cosine on the same axes, from x=−2πx=-2\pi to x=2πx=2\pi. Mark the points where sin⁡x\sin x has a horizontal tangent. What do these points correspond to, on the graph of cosine?

정답·풀이 보기

그림

함수 f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x 의 그래프는 정확히 cos⁡x=0\cos x=0 인 점들에서 수평인 접선을 갖는다. ddx{sin⁡x}=cos⁡x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin x\}=\cos x 이므로 이는 반드시 성립한다. 사인함수의 도함수가 0인 곳에서 코사인함수 자체도 0이다.

원본 교재 풀이(영어)

figure

The graph f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x has horizontal tangent lines precisely at those points where cos⁡x=0\cos x=0. This must be true, since ddx{sin⁡x}=cos⁡x\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin x\}=\cos x: where the derivative of sine is zero, cosine itself is zero.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 11번
# 삼각함수의 미분그래프·표 해석기본자동 분류
11.CLP-1 · 2.8절 · 2번우리말 번역

같은 좌표축에 x=−2πx=-2\pi 부터 x=2πx=2\pi 까지 사인 함수와 코사인 함수의 그래프를 그리세요. sin⁡x\sin x 의 접선의 기울기가 최대(양수)인 점들을 표시하세요. 이 점들은 코사인 함수의 그래프에서 무엇에 해당하나요?

영어 원문 보기

Graph sine and cosine on the same axes, from x=−2πx=-2\pi to x=2πx=2\pi. Mark the points where sin⁡x\sin x has a tangent line of maximum (positive) slope. What do these points correspond to, on the graph of cosine?

정답·풀이 보기

그림

함수 f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x 의 그래프는 cos⁡x\cos x 가 최댓값을 갖는 점에서 기울기가 최대이다. f′(x)=cos⁡xf'(x)=\cos x 이므로 이는 타당하다. 사인 함수의 기울기의 최댓값은 코사인 함수의 최댓값에 대응한다.

원본 교재 풀이(영어)

figure

The graph f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x has maximum slope at those points where cos⁡x\cos x has a maximum. This makes sense, because f′(x)=cos⁡xf'(x)=\cos x: the maximum values of the slope of sine correspond to the maximum values of cosine.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 18번
# 삼각함수의 미분그래프·표 해석기본자동 분류
12.CLP-1 · 2.9절 · 2번우리말 번역

A, B, C, D, A,~B,~C,~D,~ 와 EE 가 서로 연관된 계를 나타내는 함수이고, 그 부호가 다음과 같다고 하자: dAdB>0\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}B}>0, dBdC>0\frac{\mathrm{d}B}{\mathrm{d}C}>0, dCdD<0\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}D}<0, dDdE>0\frac{\mathrm{d}D}{\mathrm{d}E}>0. dAdE\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}E} 는 양수인지 음수인지 판단하세요.

영어 원문 보기

Suppose A, B, C, D, A,~B,~C,~D,~ and EE are functions describing an interrelated system, with the following signs: dAdB>0\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}B}>0, dBdC>0\frac{\mathrm{d}B}{\mathrm{d}C}>0, dCdD<0\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}D}<0, and dDdE>0\frac{\mathrm{d}D}{\mathrm{d}E}>0. Is dAdE\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}E} positive or negative?

정답·풀이 보기

dAdE=dAdB⋅dBdC⋅dCdD⋅dDdE<0\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}E}=\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}B}\cdot\frac{\mathrm{d}B}{\mathrm{d}C}\cdot\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}D}\cdot\frac{\mathrm{d}D}{\mathrm{d}E}<0 양수 세 개와 음수 한 개를 곱하기 때문이다.

원본 교재 풀이(영어)

dAdE=dAdB⋅dBdC⋅dCdD⋅dDdE<0\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}E}=\frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}B}\cdot\frac{\mathrm{d}B}{\mathrm{d}C}\cdot\frac{\mathrm{d}C}{\mathrm{d}D}\cdot\frac{\mathrm{d}D}{\mathrm{d}E}<0 since we multiply three positive quantities and one negative.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 15번
# 합성함수의 미분법계산기본자동 분류
13.CLP-1 · 2.10절 · 1번우리말 번역

소리의 음량(데시벨, dB)은 다음 공식으로 주어진다. V(P)=10log⁡10(PS)V(P)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right) 여기서 PP 는 소리의 세기이고 SS 는 기준이 되는 표준 소리의 세기이다. (즉, SS 는 어떤 상수이다.)

각 스피커가 3dB의 소음을 낸다면, 스피커 열 개는 얼마만큼의 소음을 내는지 구하세요. 스피커 백 개라면 얼마인지 구하세요.

영어 원문 보기

The volume in decibels (dB) of a sound is given by the formula: V(P)=10log⁡10(PS)V(P)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right) where PP is the intensity of the sound and SS is the intensity of a standard baseline sound. (That is: SS is some constant.)

How much noise will ten speakers make, if each speaker produces 3dB of noise? What about one hundred speakers?

정답·풀이 보기

스피커 한 개가 3dB를 낸다고 주어져 있다. 따라서 PP 를 스피커 한 개의 출력이라 하면,

3=V(P)=10log⁡10(PS).따라서 스피커 열 개일 때:V(10P)=10log⁡10(10PS)=10log⁡10(PS)+10log⁡10(10)=3+10(1)=13dB그리고 스피커 백 개일 때:V(100P)=10log⁡10(100PS)=10log⁡10(PS)+10log⁡10(100)=3+10(2)=23dB\begin{aligned}3=V(P)&=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right). \\ \text{따라서 스피커 열 개일 때:} \\ V(10P)&=10\log_{10}\left(\frac{10P}{S}\right)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right)+10\log_{10}\left(10\right)\\ &=3+10(1)=13 \mathrm{dB} \\ \text{그리고 스피커 백 개일 때:} \\ V(100P)&=10\log_{10}\left(\frac{100P}{S}\right)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right)+10\log_{10}\left(100\right)\\ &=3+10(2)=23 \mathrm{dB} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We are given that one speaker produces 3dB. So if PP is the power of one speaker,

3=V(P)=10log⁡10(PS).So, for ten speakers:V(10P)=10log⁡10(10PS)=10log⁡10(PS)+10log⁡10(10)=3+10(1)=13dBand for one hundred speakers:V(100P)=10log⁡10(100PS)=10log⁡10(PS)+10log⁡10(100)=3+10(2)=23dB\begin{aligned}3=V(P)&=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right). \\ \text{So, for ten speakers:} \\ V(10P)&=10\log_{10}\left(\frac{10P}{S}\right)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right)+10\log_{10}\left(10\right)\\ &=3+10(1)=13 \mathrm{dB} \\ \text{and for one hundred speakers:} \\ V(100P)&=10\log_{10}\left(\frac{100P}{S}\right)=10\log_{10}\left(\frac{P}{S}\right)+10\log_{10}\left(100\right)\\ &=3+10(2)=23 \mathrm{dB} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.10절 · 3번
# 지수함수와 로그함수의 미분계산기본자동 분류
14.CLP-1 · 2.10절 · 2번우리말 번역

연이율 5%로 $1000를 투자하면 tt 년 후

A(t)=1000et/20A(t)=1000e^{t/20}

달러로 늘어난다. 투자금이 두 배가 되는 때는 언제인지 구하세요.

영어 원문 보기

An investment of $1000 with an interest rate of 5% per year grows to A(t)=1000et/20A(t)=1000e^{t/20} dollars after tt years. When will the investment double?

답 쓰고 채점
년
정답·풀이 보기

투자금은 $2000가 될 때 두 배가 된다. 따라서 A(t)=2000A(t)=2000 이 되는 tt 의 값을 구한다.

2000=A(t)2000=1000et/202=et/20log⁡2=t2020log⁡2=t\begin{aligned} 2000&=A(t)\\ 2000&=1000e^{t/20}\\ 2&=e^{t/20}\\ \log 2 &=\frac{t}{20}\\ 20\log2&=t \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The investment doubles when it hits $2000. So, we find the value of tt that gives A(t)=2000A(t)=2000:

2000=A(t)2000=1000et/202=et/20log⁡2=t2020log⁡2=t\begin{aligned} 2000&=A(t)\\ 2000&=1000e^{t/20}\\ 2&=e^{t/20}\\ \log 2 &=\frac{t}{20}\\ 20\log2&=t \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.9절 · 3번
# 지수함수와 로그함수의 미분계산기본자동 분류
15.CLP-1 · 2.10절 · 3번우리말 번역

다음 식 중 log⁡(cos⁡2x)\log\left(\cos^2 x\right) 와 같은 것이 있다면 모두 고르세요. (a) 2log⁡(cos⁡x)(b) 2log⁡∣cos⁡x∣(c) log⁡2(cos⁡x)(d) log⁡(cos⁡x2))(\text{a})~ 2\log(\cos x) \qquad (\text{b})~ 2\log|\cos x | \qquad (\text{c})~ \log^2(\cos x) \qquad (\text{d})~\log(\cos x^2))

영어 원문 보기

Which of the following expressions, if any, is equivalent to log⁡(cos⁡2x)\log\left(\cos^2 x\right)? (a) 2log⁡(cos⁡x)(b) 2log⁡∣cos⁡x∣(c) log⁡2(cos⁡x)(d) log⁡(cos⁡x2))(\text{a})~ 2\log(\cos x) \qquad (\text{b})~ 2\log|\cos x | \qquad (\text{c})~ \log^2(\cos x) \qquad (\text{d})~\log(\cos x^2))

정답·풀이 보기

로그의 성질에 따르면 yy 가 양수일 때 log⁡(y2)=2log⁡y\log (y^2)=2\log y 이다. 그러나 cos⁡x\cos x 는 항상 양의 값을 갖는 것은 아니므로 (a)는 옳지 않다. (예를 들어 x=πx=\pi 일 때, log⁡(cos⁡2x)=log⁡(cos⁡2π)=log⁡((−1)2)=log⁡(1)=0\log(\cos^2 x)=\log(\cos^2\pi)=\log\left((-1)^2\right) = \log(1)=0 이지만, 2log⁡(cos⁡π)=2log⁡(−1)2\log (\cos \pi)=2\log(-1) 은 존재하지 않는다.)

cos⁡2x\cos^2 x 는 음수가 되지 않으므로 cos⁡2x=∣cos⁡x∣2\cos^2 x = |\cos x|^2 임을 알 수 있다. cos⁡x\cos x 가 0이 아닐 때 ∣cos⁡x∣|\cos x| 는 양수이므로, 로그의 성질에 의해 log⁡(∣cos⁡x∣2)=2log⁡∣cos⁡x∣\log\left(|\cos x|^2\right) =2\log|\cos x | 이다. cos⁡x\cos x 가 정확히 0일 때에는 log⁡(cos⁡2x)\log(\cos^2x) 와 2log⁡∣cos⁡x∣2\log|\cos x| 모두 존재하지 않는다. 따라서 log⁡(cos⁡2x)=2log⁡∣cos⁡x∣\log(\cos^2x) = 2\log|\cos x| 이다.

원본 교재 풀이(영어)

From our logarithm rules, we know that when yy is positive, log⁡(y2)=2log⁡y\log (y^2)=2\log y. However, the expression cos⁡x\cos x does not always take on positive values, so (a) is not correct. (For instance, when x=πx=\pi, log⁡(cos⁡2x)=log⁡(cos⁡2π)=log⁡((−1)2)=log⁡(1)=0\log(\cos^2 x)=\log(\cos^2\pi)=\log\left((-1)^2\right) = \log(1)=0, while 2log⁡(cos⁡π)=2log⁡(−1)2\log (\cos \pi)=2\log(-1), which does not exist.)

Because cos⁡2x\cos^2 x is never negative, we notice that cos⁡2x=∣cos⁡x∣2\cos^2 x = |\cos x|^2. When cos⁡x\cos x is nonzero, ∣cos⁡x∣|\cos x| is positive, so our logarithm rules tell us log⁡(∣cos⁡x∣2)=2log⁡∣cos⁡x∣\log\left(|\cos x|^2\right) =2\log|\cos x |. When cos⁡x\cos x is exactly zero, then both log⁡(cos⁡2x)\log(\cos^2x) and 2log⁡∣cos⁡x∣2\log|\cos x| do not exist. So, log⁡(cos⁡2x)=2log⁡∣cos⁡x∣\log(\cos^2x) = 2\log|\cos x|.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.10절 · 2번
# 지수함수와 로그함수의 미분계산기본자동 분류
16.CLP-1 · 2.11절 · 1번우리말 번역

x2+y2=1x^2+y^2=1 을 음함수 미분하면 2x+2yy′=02x+2yy'=0 이라는 식을 얻는다. y2y^2 을 미분하여 2yy′2yy' 을 얻는 단계에서 아래의 법칙 중 어느 것(들)을 사용했나요?

(a) 거듭제곱의 미분법 (b) 연쇄 법칙 (c) 몫의 미분법 (d) 지수함수의 도함수

영어 원문 보기

If we implicitly differentiate x2+y2=1x^2+y^2=1, we get the equation 2x+2yy′=02x+2yy'=0. In the step where we differentiate y2y^2 to obtain 2yy′2yy', which rule(s) below are we using?

(a) power rule (b) chain rule (c) quotient rule (d) derivatives of exponential functions

정답·풀이 보기

거듭제곱의 미분법 (a)과 연쇄 법칙 (b)을 사용한다. 거듭제곱의 미분법에 따라 지수 2를 앞으로 내리고, 연쇄 법칙에 따라 y′y' 을 곱한다.

여기에는 분수식이 없으므로 몫의 미분법은 필요하지 않다. 지수함수는 (constant)function(\text{constant})^{\text{function}} 꼴이지만, 주어진 함수는 (function)constant(\text{function})^{\text{constant}} 꼴이므로 (d)는 사용하지 않았다.

원본 교재 풀이(영어)

We use the power rule (a) and the chain rule (b): the power rule tells us to “bring down the 2", and the chain rule tells us to multiply by y′y'.

There is no need for the quotient rule here, as there are no quotients. Exponential functions have the form (constant)function(\text{constant})^{\text{function}}, but our function has the form (function)constant(\text{function})^{\text{constant}}, so we did not use (d).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 2번
# 음함수의 미분법계산기본자동 분류
17.CLP-1 · 2.11절 · 2번우리말 번역

아래 그림을 이용하여, 곡선이 yy축과 만나는 세 점에서 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 의 값을 어림하세요.

그림

참고: 이 곡선에서는 하나의 xx 의 값에 여러 개의 yy 의 값이 대응할 수 있다. 따라서 이 곡선은 어떤 함수 xx 에 대해서도 y=f(x)y=f(x) 로 나타낼 수 없다. 이는 음함수 미분을 사용할 수 있는 대표적인 경우 중 하나이다.

영어 원문 보기

Using the picture below, estimate dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} at the three points where the curve crosses the yy-axis.

figure

Remark: for this curve, one value of xx may correspond to multiple values of yy. So, we cannot express this curve as y=f(x)y=f(x) for any function xx. This is one typical situation where we might use implicit differentiation.

정답·풀이 보기

(0,4)(0,4) 와 (0,−4)(0,-4) 에서는 곡선을 확대해 보면 수평으로 보이므로, 이 점에서의 접선의 미분계수는 0이다. 원점에서는 접선이 수직으로 보이므로 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 는 존재하지 않는다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

At (0,4)(0,4) and (0,−4)(0,-4), the curve looks to be horizontal, if you zoom in: a tangent line here would have derivative zero. At the origin, the curve looks like its tangent line is vertical, so dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} does not exist.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 3번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석기본자동 분류
18.CLP-1 · 2.11절 · 3번우리말 번역

x2+y2=1x^2+y^2=1 을 만족하는 모든 점 (x,y)(x,y) 로 이루어진 단위원을 생각합니다.

그림

(a) y=f(x)y=f(x) 가 단위원을 완전히 나타내도록 하는 함수 f(x)f(x) 가 있나요? 즉, 등식 y=f(x)y=f(x) 를 참이 되게 하는 점 (x,y)(x,y) 가 등식 x2+y2=1x^2+y^2=1 을 참이 되게 하는 점과 정확히 같도록 하는 함수가 있나요? (b) y=f′(x)y=f'(x) 가 단위원의 기울기를 완전히 나타내도록 하는 함수 f′(x)f'(x) 가 있나요? 즉, 단위원 위의 모든 점 (x,y)(x,y) 에 대하여 그 점에서 원에 그은 접선의 기울기가 f′(x)f'(x) 로 주어지도록 하는 함수가 있나요? (c) 음함수 미분을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 에 대한 식을 구하세요. 그 식이 (yy 는 포함하지 않고) xx 만의 함수가 될 때까지 간단히 하거나, 그것이 불가능한 이유를 설명하세요.

영어 원문 보기

Consider the unit circle, formed by all points (x,y)(x,y) that satisfy x2+y2=1x^2+y^2=1.

figure

(a) Is there a function f(x)f(x) so that y=f(x)y=f(x) completely describes the unit circle? That is, so that the points (x,y)(x,y) that make the equation y=f(x)y=f(x) true are exactly the same points that make the equation x2+y2=1x^2+y^2=1 true? (b) Is there a function f′(x)f'(x) so that y=f′(x)y=f'(x) completely describes the slope of the unit circle? That is, so that for every point (x,y)(x,y) on the unit circle, the slope of the tangent line to the circle at that point is given by f′(x)f'(x)? (c) Use implicit differentiation to find an expression for dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}. Simplify until the expression is a function in terms of xx only (not yy), or explain why this is impossible.

정답·풀이 보기

(a) 아니요. 함수는 수직선 판정법을 통과해야 한다. 즉, 하나의 입력에서 두 개(또는 그 이상)의 출력이 나올 수 없다. 하나의 xx 값이 때때로 두 개의 yy 값에 대응하므로(예를 들어 x=π/4x=\pi/4 일 때 yy 는 ±1/2\pm 1/\sqrt{2} 이다), y=f(x)y=f(x) 가 원 위의 모든 점을 나타내도록 하는 함수 f(x)f(x) 는 없다.

참고: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} 은 단위원 위의 모든 점을 나타낸다. 그러나 하나의 입력 xx 가 때때로 두 개의 출력 yy 를 내므로 이 식은 함수가 아니다.

(b) 아니요, (a)와 같은 이유이다. f′(x)f'(x) 가 함수라면 하나의 xx 값에 대응하는 기울기를 많아야 하나만 줄 수 있다. 하나의 xx 값이 기울기가 서로 다른 원 위의 두 점에 대응할 수 있으므로, f′(x)f'(x) 는 원 위의 모든 점의 기울기를 줄 수 없다. 예를 들어 0<a<10<a<1 인 임의의 aa 를 잡자. xx 좌표가 aa 인 원 위의 점은 두 개 있다. 위쪽 점에서는 기울기가 엄격히 음수이고, 아래쪽 점에서는 기울기가 엄격히 양수이다.

(c) 미분하면 다음과 같다.

2x+2ydydx=0그리고 dydx 에 대해 푼다dydx=−xy\begin{aligned} 2x+2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{그리고 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 에 대해 푼다} \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{x}{y} \end{aligned}

그런데 이 등식의 우변에는 yy 가 있고, 이를 없앨 방법이 분명하지 않다. (b)의 답에 따르면, 우변이 xx 의 함수가 되도록 하려면 사실 yy 를 없앨 수 없다. 하나의 xx 값이 원 위의 여러 점에 대응하므로 도함수는 xx 의 함수로 나타낼 수 없다.

참고: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} 이므로 다음과 같이 쓰려고 할 수 있다. dydx=−xy=±x1−x2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=-\frac{x}{y}=\pm\frac{x}{\sqrt{1-x^2}} 그러나 이것은 xx 의 함수가 아니다. 다시 말하지만, 함수에서는 하나의 입력이 많아야 하나의 출력을 내지만, 여기서는 대개 하나의 xx 값이 dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 의 두 값을 낸다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) No. A function must pass the vertical line test: one input cannot result in two (or more) outputs. Since one value of xx sometimes corresponds to two values of yy (for example, when x=π/4x=\pi/4, yy is ±1/2\pm 1/\sqrt{2}), there is no function f(x)f(x) so that y=f(x)y=f(x) captures every point on the circle.

Remark: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} does capture every point on the unit circle. However, since one input xx sometimes results in two outputs yy, this expression is not a function.

(b) No, for the same reasons as (a). If f′(x)f'(x) is a function, then it can give at most one slope corresponding to one value of xx. Since one value of xx can correspond to two points on the circle with different slopes, f′(x)f'(x) cannot give the slope of every point on the circle. For example, fix any 0<a<10<a<1. There are two points on the circle with xx-coordinate equal to aa. At the upper one, the slope is strictly negative. At the lower one, the slope is strictly positive.

(c) We differentiate:

2x+2ydydx=0and solve for dydxdydx=−xy\begin{aligned} 2x+2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{and solve for $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$} \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{x}{y} \end{aligned}

But there is a yy in the right-hand side of this equation, and it's not clear how to get it out. Our answer in (b) tells us that, actually, we can't get it out, if we want the right-hand side to be a function of xx. The derivative cannot be expressed as a function of xx, because one value of xx corresponds to multiple points on the circle.

Remark: since y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2}, we could try writing dydx=−xy=±x1−x2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=-\frac{x}{y}=\pm\frac{x}{\sqrt{1-x^2}} but this is not a function of xx. Again, in a function, one input leads to at most one output, but here one value of xx will usually lead to two values of dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 13번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석기본자동 분류
19.CLP-1 · 2.14절 · 1번우리말 번역

함수 f(x)=exf(x)=e^x 의 180계 도함수는 무엇인가요?

영어 원문 보기

What is the 180th derivative of the function f(x)=exf(x)=e^x?

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

exe^x 의 도함수는 exe^x 이다. 180번 미분하더라도 함수는 변하지 않는다. 따라서 f(180)=exf^{(180)}=e^x 이다.

원본 교재 풀이(영어)

The derivative of exe^x is exe^x: taking derivatives leaves the function unchanged, even if we do it 180 times. So f(180)=exf^{(180)}=e^x.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 5번
# 이계도함수와 오목·볼록계산기본자동 분류
20.CLP-1 · 2.14절 · 4번우리말 번역

다음 풀이에서 잘못된 부분을 찾고, 바르게 고친 답을 구하세요.

−14x2+2xy+y2=1-14x^2+2xy+y^2=1 이라 하자. 점 (1,3)\left(1,3\right) 에서 d2ydx2\displaystyle \frac{\mathrm{d}^2y}{\mathrm{d}{x}^2} 을 구한다. 음함수 미분하면:

−28x+2y+2xy′+2yy′=0x=1, y=3 을 대입하면:−28+6+2y′+6y′=0y′=114미분하면:y′′=0\begin{aligned} -28x+2y+2xy'+2yy'&=0 \\ \text{$x=1$, $y=3$ 을 대입하면:} \\ -28+6+2y'+6y'&=0\\ y'&=\frac{11}{4} \\ \text{미분하면:} \\ y''&=0 \end{aligned}

영어 원문 보기

Find the mistake(s) in the following work, and provide a corrected answer.

Suppose −14x2+2xy+y2=1-14x^2+2xy+y^2=1. We find d2ydx2\displaystyle \frac{\mathrm{d}^2y}{\mathrm{d}{x}^2} at the point (1,3)\left(1,3\right). Differentiating implicitly:

−28x+2y+2xy′+2yy′=0Plugging in x=1, y=3:−28+6+2y′+6y′=0y′=114Differentiating:y′′=0\begin{aligned} -28x+2y+2xy'+2yy'&=0 \\ \text{Plugging in $x=1$, $y=3$:} \\ -28+6+2y'+6y'&=0\\ y'&=\frac{11}{4} \\ \text{Differentiating:} \\ y''&=0 \end{aligned}

정답·풀이 보기

도함수 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 의 값이 114\dfrac{11}{4} 인 것은 점 (1,3)(1,3) 에서뿐이다. 즉 미분계수가 항상 114\dfrac{11}{4} 인 것이 아니므로, 상수 114\dfrac{11}{4} 을 미분하여 d2ydx2\displaystyle \frac{\mathrm{d}^2y}{\mathrm{d}{x}^2} 을 구한 것은 잘못이다. 올바른 풀이는 다음과 같다.

−28x+2y+2xy′+2yy′=0x=1, y=3 을 대입하면:−28+6+2y′+6y′=0y′=114 점 (1,3) 에서식 −28x+2y+2xy′+2yy′=0 을 미분하면:−28+2y′+2y′+2xy′′+2y′y′+2yy′′=04y′+2(y′)2+2xy′′+2yy′′=28점 (1,3) 에서 y′=114 이다. 대입하면:4(114)+2(114)2+2(1)y′′+2(3)y′′=28y′′=1564\begin{aligned} -28x+2y+2xy'+2yy'&=0 \\ \text{$x=1$, $y=3$ 을 대입하면:} \\ -28+6+2y'+6y'&=0\\ y'&=\frac{11}{4} \quad\text{ 점 $(1,3)$ 에서} \\ \text{식 $-28x+2y+2xy'+2yy'=0$ 을 미분하면:} \\ -28+2y'+2y'+2xy''+2y'y'+2yy''&=0\\ 4y'+2(y')^2+2xy''+2yy''&=28 \\ \text{점 $(1,3)$ 에서 $y'=\dfrac{11}{4}$ 이다. 대입하면:} \\ 4\left(\frac{11}{4}\right)+2\left(\frac{11}{4}\right)^2+2(1)y''+2(3)y''&=28\\ y''&=\frac{15}{64} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The derivative dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} is 114\dfrac{11}{4} only at the point (1,3)(1,3): it is not constantly 114\dfrac{11}{4}, so it is wrong to differentiate the constant 114\dfrac{11}{4} to find d2ydx2\displaystyle \frac{\mathrm{d}^2y}{\mathrm{d}{x}^2}. Below is a correct solution.

−28x+2y+2xy′+2yy′=0Plugging in x=1, y=3:−28+6+2y′+6y′=0y′=114 at the point (1,3)Differentiating the equation −28x+2y+2xy′+2yy′=0:−28+2y′+2y′+2xy′′+2y′y′+2yy′′=04y′+2(y′)2+2xy′′+2yy′′=28At the point (1,3), y′=114. Plugging in:4(114)+2(114)2+2(1)y′′+2(3)y′′=28y′′=1564\begin{aligned} -28x+2y+2xy'+2yy'&=0 \\ \text{Plugging in $x=1$, $y=3$:} \\ -28+6+2y'+6y'&=0\\ y'&=\frac{11}{4} \quad\text{ at the point $(1,3)$} \\ \text{Differentiating the equation $-28x+2y+2xy'+2yy'=0$:} \\ -28+2y'+2y'+2xy''+2y'y'+2yy''&=0\\ 4y'+2(y')^2+2xy''+2yy''&=28 \\ \text{At the point $(1,3)$, $y'=\dfrac{11}{4}$. Plugging in:} \\ 4\left(\frac{11}{4}\right)+2\left(\frac{11}{4}\right)^2+2(1)y''+2(3)y''&=28\\ y''&=\frac{15}{64} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 7번
# 이계도함수와 오목·볼록계산기본자동 분류