라 하자. 을 구하거나, 존재하지 않음을 보이세요.
영어 원문 보기
Let Find , or show that it does not exist.
정답·풀이 보기
먼저, 이 함수는 연속이다. 왜냐하면 이기 때문이다. 이것은 확인해 두면 유용하다. 만약 함수가 에서 불연속이라면 그 점에서 미분가능하지 않다는 것을 바로 알 수 있기 때문이다.
이제 미분계수를 구하자. 극한을 이용한 정의를 사용할 수 있다.
가 0에 가까워지면 분자와 분모가 모두 0에 가까워진다. 따라서 이 극한의 값을 구하려면 더 많은 작업이 필요하다. 이용할 수 있는 핵심 아이디어는 교재에서 사인 함수의 도함수를 구할 때 보인 결과이다. 가 0에 가까울 때 이다. 이를 이용해 극한을 위아래로 묶고, 조임 정리를 적용한다.
이고 은 과 사이에 있다. 의 극한은 미분계수의 정의와 닮았음에 주목하면 구할 수 있다.
따라서 조임 정리에 의해 이다.
원본 교재 풀이(영어)
First, we note that our function is continuous, because This is a handy thing to check: if the function were discontinuous at , then we would automatically know that it was not differentiable there.
Now, on to the derivative. We can use the limit definition:
As approaches 0, both the numerator and the denominator approach 0. So, to evaluate the limit, we need to do more work. The key insight we can use is a result that was shown in the text while evaluating the derivative of sine. When is close to 0, . We use this to bound our limit, and then apply the squeeze theorem.
and is between and . We can evaluate the limit of , by noticing its similarity to the definition of the derivative.
So, by the Squeeze Theorem, .