유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
572문제 · 22 / 29쪽
421.CLP-1 · 2.7절 · 3번우리말 번역
참 또는 거짓: dxd{ex}=xex−1
영어 원문 보기
True or false: dxd{ex}=xex−1
답 쓰고 채점
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거듭제곱 법칙에 따르면 dxd{xn}=nxn−1 이다. 이 등식에서는 변수가 밑이고 지수가 상수이다. 함수 ex 에서는 이와 반대로 변수가 지수이고 밑이 상수이다. 따라서 거듭제곱 법칙은 적용되지 않는다.
원본 교재 풀이(영어)
The power rule tells us that dxd{xn}=nxn−1. In this equation, the variable is the base, and the exponent is a constant. In the function ex, it's reversed: the variable is the exponent, and the base it a constant. So, the power rule does not apply.
다음 함수 중 직선을 나타내는 것을 모두 고르세요.
(a)y=e3logx+1(b)2y+5=e3+logx(c)y=e2x+4(d)y=elogx3e+log2
영어 원문 보기
Which of the following functions describe a straight line?
(a)y=e3logx+1(b)2y+5=e3+logx(c)y=e2x+4(d)y=elogx3e+log2
정답·풀이 보기
상황을 더 잘 파악하기 위해 함수를 간단히 한다.
(a): y=e3logx+1=(elogx)3+1=x3+1. 이것은 직선이 아니다.
(b): 2y+5=e3+logx=e3elogx=e3x. e3 은 상수이므로 2y+5=e3x 는 직선이다.
(c): 여기서는 특별히 간단히 할 방법이 없다. 이것은 직선이 아니다. 이 설명이 만족스럽지 않다면 다음과 같이 확인할 수 있다. 직선은 기울기가 일정한 함수이다. 주어진 함수에 대해
y′=dxd{e2x+4}=dxd{e2x}=dxd{(ex)2}=2exex=2e2x 이다. 도함수가 상수가 아니므로 이 함수는 직선이 아니다.
(d): y=elogx3e+log2=3ex+log2. 3e 과 log2 는 상수이므로 이것은 직선이다.
원본 교재 풀이(영어)
We simplify the functions to get a better idea of what's going on.
(a): y=e3logx+1=(elogx)3+1=x3+1. This is not a line.
(b): 2y+5=e3+logx=e3elogx=e3x. Since e3 is a constant, 2y+5=e3x is a line.
(c): There isn't a fancy simplification here–this isn't a line. If that isn't a satisfactory answer, we can check: a line is a function with a constant slope. For our function,
y′=dxd{e2x+4}=dxd{e2x}=dxd{(ex)2}=2exex=2e2x. Since the derivative isn't constant, the function isn't a line.
(d): y=elogx3e+log2=3ex+log2. Since 3e and log2 are constants, this is a line.
다음 함수가 미분가능하도록 상수 a, b 를 구하세요:
f(x)={ax2+bexx≤1x>1
영어 원문 보기
Find constants a, b so that the following function is differentiable:
f(x)={ax2+bexx≤1x>1
정답·풀이 보기
범위를 따로 정하지 않고 함수가 미분가능하다고 말할 때는 그 함수가 정의역 전체에서 미분가능하다는 뜻이다. 함수 f(x) 는 a, b 의 값에 관계없이 x=1 에서 미분가능하다. 따라서 x=1 에서도 미분가능하게 만드는 상수가 무엇인지만 찾으면 된다.
미분가능하려면 함수는 연속이어야 한다. 연속의 정의에 따르면 f 가 x=1 에서 연속이려면 x→1limf(x)=f(1) 이어야 한다. f 의 정의로부터 f(1)=a+b=x→1−limf(x) 이므로 x→1+limf(x)=a+b 이어야 한다. x→1+limf(x)=e1=e 이므로 구체적으로 다음이 필요하다.
e=a+b.
When we say a function is differentiable without specifying a range, we mean that it is differentiable over its domain. The function f(x) is differentiable when x=1 for any values of a and b; it is up to us to figure out which constants make it differentiable when x=1.
In order to be differentiable, a function must be continuous. The definition of continuity tells us that, for f to be continuous at x=1, we need x→1limf(x)=f(1). From the definition of f, we see f(1)=a+b=x→1−limf(x), so we need x→1+limf(x)=a+b. Since x→1+limf(x)=e1=e, we specifically need
e=a+b.
Now, let's consider differentiability of f at x=1. We need the following limit to exist:
h→0limhf(1+h)−f(1)In particular, we need the one-sided limits to exist and be equal:h→0−limhf(1+h)−f(1)If h<0, then 1+h<1, so f(1+h)=a(1+h)2+b. If h>0, then 1+h>1, so f(1+h)=e1+h. With this in mind, we begin to evaluate the one-sided limits:h→0−limhf(1+h)−f(1)h→0+limhf(1+h)−f(1)Since we take a+b to be equal to e (to ensure continuity):=h→0+limhf(1+h)−f(1)=h→0−limh[a(1+h)2+b]−[a+b]=h→0−limhah2+2ah=2a=h→0+limhe1+h−(a+b)=h→0+limhe1+h−e1=dxd{ex}x=1=e1=e
So, we also need
2a=e
Therefore, the values of a and b that make f differentiable are a=b=2e.
사인함수와 코사인함수의 그래프를 x=−2π 부터 x=2π 까지 같은 좌표축 위에 그리세요. sinx 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=−2π to x=2π. Mark the points where sinx has a horizontal tangent. What do these points correspond to, on the graph of cosine?
정답·풀이 보기
함수 f(x)=sinx 의 그래프는 정확히 cosx=0 인 점들에서 수평인 접선을 갖는다. dxd{sinx}=cosx 이므로 이는 반드시 성립한다. 사인함수의 도함수가 0인 곳에서 코사인함수 자체도 0이다.
원본 교재 풀이(영어)
The graph f(x)=sinx has horizontal tangent lines precisely at those points where cosx=0. This must be true, since dxd{sinx}=cosx: where the derivative of sine is zero, cosine itself is zero.
같은 좌표축에 x=−2π 부터 x=2π 까지 사인 함수와 코사인 함수의 그래프를 그리세요. sinx 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=−2π to x=2π. Mark the points where sinx has a tangent line of maximum (positive) slope. What do these points correspond to, on the graph of cosine?
정답·풀이 보기
함수 f(x)=sinx 의 그래프는 cosx 가 최댓값을 갖는 점에서 기울기가 최대이다. f′(x)=cosx 이므로 이는 타당하다. 사인 함수의 기울기의 최댓값은 코사인 함수의 최댓값에 대응한다.
원본 교재 풀이(영어)
The graph f(x)=sinx has maximum slope at those points where cosx has a maximum. This makes sense, because f′(x)=cosx: the maximum values of the slope of sine correspond to the maximum values of cosine.
For which values of x does the function f(x)=sinx+cosx have a horizontal tangent?
정답·풀이 보기
f′(x)=cosx−sinx 이므로 f′(x)=0 인 것은 sinx=cosx 일 때와 정확히 같다. 이는 π/4 에서 성립하며, 5π/4 에서도 성립한다. 단위원을 살펴보면, 어떤 정수 n 에 대해 x=4π+πn 일 때마다 sinx=cosx 임이 분명하다.
원본 교재 풀이(영어)
f′(x)=cosx−sinx, so f′(x)=0 precisely when sinx=cosx. This happens at π/4, but it also happens at 5π/4. By looking at the unit circle, it is clear that sinx=cosx whenever x=4π+πn for some integer n.
2sinxcosx=sin(2x) 인 것은 사실이지만, 우리는 sin(2x) 의 도함수를 알지 못한다. 따라서 곱의 미분법을 이용한다: f′(x)=2cosxcosx+2sinx(−sinx)=2(cos2x−sin2x).
원본 교재 풀이(영어)
It is true that 2sinxcosx=sin(2x), but we don't know the derivative of sin(2x). So, we use the product rule: f′(x)=2cosxcosx+2sinx(−sinx)=2(cos2x−sin2x).