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

572문제 · 23 / 29쪽

441.CLP-1 · 2.8절 · 14번우리말 번역

다음 함수

f(x)={cos⁡(x)x≤0ax+bx>0f(x) = \left\{ \begin{array}{cc} \cos(x) & x\le 0\\ ax + b & x> 0\end{array} \right. 가 모든 점에서 미분가능하도록 하는 상수 aa와 bb의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the values of the constants aa and bb for which f(x)={cos⁡(x)x≤0ax+bx>0f(x) = \left\{ \begin{array}{cc} \cos(x) & x\le 0\\ ax + b & x> 0\end{array} \right. is differentiable everywhere.

정답·풀이 보기

ff 가 x=0x=0 에서 미분가능하려면 x=0x=0 에서 연속이기도 해야 한다. 따라서 lim⁡x→0−f(x)=lim⁡x→0+f(x)=f(0)또는lim⁡x→0−cos⁡(x)=lim⁡x→0+(ax+b)=1\lim_{x\to 0^-}f(x) = \lim_{x\to 0^+}f(x) =f(0)\qquad\text{또는}\qquad \lim_{x\to 0^-}\cos(x) = \lim_{x\to 0^+}(ax+b) =1 이고, 즉 b=1b=1 이다. ff 가 x=0x=0 에서 미분가능하려면 극한 lim⁡h→0f(0+h)−f(0)h\lim_{h\to 0}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} 가 존재해야 한다. 이는 두 한쪽 극한

lim⁡h→0−f(0+h)−f(0)h=lim⁡h→0−cos⁡(h)−cos⁡(0)h그리고lim⁡h→0+f(0+h)−f(0)h=lim⁡h→0+(ah+b)−cos⁡(0)h=ab=1이므로가 존재하고 서로 같을 때, 그리고 그때에 한해 성립한다. cos⁡(x) 는 x=0 에서 미분가능하므로lim⁡h→0−cos⁡(h)−cos⁡(0)h=ddxcos⁡(x)∣x=0=−sin⁡(x)∣x=0=0\begin{aligned} \lim_{h\to 0^-}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} &=\lim_{h\to 0^-}\frac{\cos(h)-\cos(0)}{h} \\ \text{그리고} \\ \lim_{h\to 0^+}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} &=\lim_{h\to 0^+}\frac{(ah+b)-\cos(0)}{h} =a\qquad\text{$b=1$이므로} \\ \text{가 존재하고 서로 같을 때, 그리고 그때에 한해 성립한다. $\cos(x)$ 는 $x=0$ 에서 미분가능하므로} \\ \lim_{h\to 0^-}\frac{\cos(h)-\cos(0)}{h} &= \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\cos(x)\bigg|_{x=0} = -\sin(x)\Big|_{x=0}=0 \end{aligned}

따라서 a=0a=0, b=1b=1 이어야 한다.

원본 교재 풀이(영어)

In order for ff to be differentiable at x=0x=0, it must also be continuous at x=0x=0. This forces lim⁡x→0−f(x)=lim⁡x→0+f(x)=f(0)orlim⁡x→0−cos⁡(x)=lim⁡x→0+(ax+b)=1\lim_{x\to 0^-}f(x) = \lim_{x\to 0^+}f(x) =f(0)\qquad\text{or}\qquad \lim_{x\to 0^-}\cos(x) = \lim_{x\to 0^+}(ax+b) =1 or b=1b=1. In order for ff to be differentiable at x=0x=0, we need the limit lim⁡h→0f(0+h)−f(0)h\lim_{h\to 0}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} to exist. This is the case if and only if the two one–sided limits

lim⁡h→0−f(0+h)−f(0)h=lim⁡h→0−cos⁡(h)−cos⁡(0)handlim⁡h→0+f(0+h)−f(0)h=lim⁡h→0+(ah+b)−cos⁡(0)h=asince b=1exist and are equal. Because cos⁡(x) is differentiable at x=0 we havelim⁡h→0−cos⁡(h)−cos⁡(0)h=ddxcos⁡(x)∣x=0=−sin⁡(x)∣x=0=0\begin{aligned} \lim_{h\to 0^-}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} &=\lim_{h\to 0^-}\frac{\cos(h)-\cos(0)}{h} \\ \text{and} \\ \lim_{h\to 0^+}\frac{f(0+h)-f(0)}{h} &=\lim_{h\to 0^+}\frac{(ah+b)-\cos(0)}{h} =a\qquad\text{since $b=1$} \\ \text{exist and are equal. Because $\cos(x)$ is differentiable at $x=0$ we have} \\ \lim_{h\to 0^-}\frac{\cos(h)-\cos(0)}{h} &= \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\cos(x)\bigg|_{x=0} = -\sin(x)\Big|_{x=0}=0 \end{aligned}

So, we need a=0a=0 and b=1b=1.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 17번
# 삼각함수의 미분계산보통자동 분류
442.CLP-1 · 2.8절 · 15번우리말 번역

x=π2x=\dfrac{\pi}{2} 에서 y=cos⁡(x)+2xy=\cos(x)+2x 의 그래프에 접하는 직선의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the equation of the line tangent to the graph of y=cos⁡(x)+2xy=\cos(x)+2x at x=π2x=\dfrac{\pi}{2}.

정답·풀이 보기

cos⁡(x)+2x\cos(x)+2x 의 도함수를 구하면 −sin⁡(x)+2-\sin(x)+2 이고, x=π2x=\frac{\pi}{2} 에서의 미분계수는 −1+2=1-1+2=1 이다. 또 cos⁡(π/2)+2(π/2)=0+π\cos(\pi/2)+2(\pi/2)=0+\pi 이므로 접선의 방정식은

y−π=1⋅(x−π/2).\begin{aligned} y - \pi = 1\cdot (x-\pi/2). \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We compute the derivative of cos⁡(x)+2x\cos(x)+2x as being −sin⁡(x)+2-\sin(x)+2, which evaluated at x=π2x=\frac{\pi}{2} yields −1+2=1-1+2=1. Since we also compute cos⁡(π/2)+2(π/2)=0+π\cos(\pi/2)+2(\pi/2)=0+\pi, then the equation of the tangent line is

y−π=1⋅(x−π/2).\begin{aligned} y - \pi = 1\cdot (x-\pi/2). \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 14번
# 삼각함수의 미분그래프·표 해석보통자동 분류
443.CLP-1 · 2.8절 · 16번우리말 번역

lim⁡x→2015(cos⁡(x)−cos⁡(2015)x−2015)\displaystyle \lim_{x\to 2015}\left( \dfrac{\cos(x)-\cos(2015)}{x-2015}\right) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→2015(cos⁡(x)−cos⁡(2015)x−2015).\displaystyle \lim_{x\to 2015}\left( \dfrac{\cos(x)-\cos(2015)}{x-2015}\right).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

이 극한은 함수 f(x)=cos⁡(x)f(x)=\cos(x) 의 x=2015x=2015 에서의 미분계수를 나타낸다. 이를 확인하려면 a=2015a=2015, f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x 로 하여 미분계수의 정의를 그대로 사용하면 된다.

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{cos⁡x}∣2015=lim⁡x→2015cos⁡(x)−cos⁡(2015)x−2015\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos x\}\right|_{2015} &= \lim_{x\to2015}\frac{\cos(x)-\cos(2015)}{x-2015} \end{aligned}

f(x)f(x) 의 도함수는 −sin⁡(x)-\sin(x) 이므로, x=2015x=2015 에서의 값은 정확히 −sin⁡(2015)-\sin(2015) 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This limit represents the derivative computed at x=2015x=2015 of the function f(x)=cos⁡(x)f(x)=\cos(x). To see this, simply use the definition of the derivative at a=2015a=2015 with f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{cos⁡x}∣2015=lim⁡x→2015cos⁡(x)−cos⁡(2015)x−2015\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos x\}\right|_{2015} &= \lim_{x\to2015}\frac{\cos(x)-\cos(2015)}{x-2015} \end{aligned}

Since the derivative of f(x)f(x) is −sin⁡(x)-\sin(x), its value at x=2015x=2015 is exactly −sin⁡(2015)-\sin(2015).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.5절 · 35번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
444.CLP-1 · 2.8절 · 17번우리말 번역

lim⁡x→π/3(cos⁡(x)−1/2x−π/3)\displaystyle \lim_{x\to \pi/3}\left( \dfrac{\cos(x)-1/2}{x-\pi/3}\right) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→π/3(cos⁡(x)−1/2x−π/3).\displaystyle \lim_{x\to \pi/3}\left( \dfrac{\cos(x)-1/2}{x-\pi/3}\right).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

이 극한은 함수 f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x 의 x=π/3x=\pi/3 에서의 미분계수를 나타낸다. 이는 f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x 일 때 a=π/3a=\pi/3 에서의 미분계수의 정의를 이용하면 알 수 있다:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{cos⁡x}∣π/3=lim⁡x→π/3cos⁡(x)−cos⁡(π/3)x−π/3=lim⁡x→π/3cos⁡(x)−1/2x−π/3\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos x\}\right|_{\pi/3} &= \lim_{x\to\pi/3}\frac{\cos(x)-\cos(\pi/3)}{x-\pi/3}\\ &=\lim_{x\to\pi/3} \frac{\cos(x)-1/2}{x-\pi/3} \end{aligned}

f(x)f(x) 의 도함수가 −sin⁡x-\sin x 이므로, x=π/3x=\pi/3 에서의 값은 정확히 −sin⁡(π/3)=−3/2-\sin(\pi/3)=-\sqrt{3}/2 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This limit represents the derivative computed at x=π/3x=\pi/3 of the function f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x. To see this, simply use the definition of the derivative at a=π/3a=\pi/3 with f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{cos⁡x}∣π/3=lim⁡x→π/3cos⁡(x)−cos⁡(π/3)x−π/3=lim⁡x→π/3cos⁡(x)−1/2x−π/3\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos x\}\right|_{\pi/3} &= \lim_{x\to\pi/3}\frac{\cos(x)-\cos(\pi/3)}{x-\pi/3}\\ &=\lim_{x\to\pi/3} \frac{\cos(x)-1/2}{x-\pi/3} \end{aligned}

Since the derivative of f(x)f(x) is −sin⁡x-\sin x, then its value at x=π/3x=\pi/3 is exactly −sin⁡(π/3)=−3/2-\sin(\pi/3)=-\sqrt{3}/2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 16번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
445.CLP-1 · 2.8절 · 18번우리말 번역

lim⁡x→π(sin⁡(x)x−π)\displaystyle \lim_{x\to \pi}\left(\dfrac{\sin(x)}{x-\pi}\right) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→π(sin⁡(x)x−π).\displaystyle \lim_{x\to \pi}\left(\dfrac{\sin(x)}{x-\pi}\right).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

이 극한은 함수 f(x)=sin⁡(x)f(x)=\sin(x) 의 x=πx=\pi 에서의 미분계수를 나타낸다. 이는 f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x 일 때 a=πa=\pi 에서의 미분계수의 정의를 이용하면 알 수 있다:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{sin⁡x}∣π=lim⁡x→πsin⁡(x)−sin⁡(π)x−π=lim⁡x→πsin⁡(x)x−π\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin x\}\right|_{\pi} &=\lim_{x\to\pi} \frac{\sin(x)-\sin(\pi)}{x-\pi}\\ &=\lim_{x\to\pi} \frac{\sin(x)}{x-\pi} \end{aligned}

f(x)f(x) 의 도함수가 cos⁡(x)\cos(x) 이므로, x=πx=\pi 에서의 값은 정확히

cos⁡(π)=−1\cos(\pi)=-1 이다.

원본 교재 풀이(영어)

This limit represents the derivative computed at x=πx=\pi of the function f(x)=sin⁡(x)f(x)=\sin(x). To see this, simply use the definition of the derivative at a=πa=\pi with f(x)=sin⁡xf(x)=\sin x:

ddx{f(x)}∣a=lim⁡x→af(x)−f(a)x−addx{sin⁡x}∣π=lim⁡x→πsin⁡(x)−sin⁡(π)x−π=lim⁡x→πsin⁡(x)x−π\begin{aligned} \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\right|_{a} &= \lim_{x \to a}\frac{f(x)-f(a)}{x-a}\\ \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin x\}\right|_{\pi} &=\lim_{x\to\pi} \frac{\sin(x)-\sin(\pi)}{x-\pi}\\ &=\lim_{x\to\pi} \frac{\sin(x)}{x-\pi} \end{aligned}

Since the derivative of f(x)f(x) is cos⁡(x)\cos(x), then its value at x=πx=\pi is exactly

cos⁡(π)=−1\cos(\pi)=-1.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 3번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
446.CLP-1 · 2.8절 · 19번우리말 번역

사인과 코사인의 도함수를 이미 알고 있을 때, 몫의 미분법을 이용하여 탄젠트의 도함수를 구하는 방법을 보이세요.

영어 원문 보기

Show how you can use the quotient rule to find the derivative of tangent, if you already know the derivatives of sine and cosine.

정답·풀이 보기

tan⁡θ=sin⁡θcos⁡θSo, using the quotient rule,ddθ{tan⁡θ}=cos⁡θcos⁡θ−sin⁡θ(−sin⁡θ)cos⁡2θ=cos⁡2θ+sin⁡2θcos⁡2θ=(1cos⁡θ)2=sec⁡2θ\begin{aligned} \tan \theta &= \dfrac{\sin \theta}{\cos \theta} \\ \text{So, using the quotient rule,} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}\theta}\{\tan \theta\}&=\frac{\cos\theta\cos\theta-\sin\theta(-\sin\theta)}{\cos^2\theta} =\frac{\cos^2\theta+\sin^2\theta}{\cos^2\theta}\\ &=\left(\frac{1}{\cos \theta}\right)^2=\sec^2\theta \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

tan⁡θ=sin⁡θcos⁡θSo, using the quotient rule,ddθ{tan⁡θ}=cos⁡θcos⁡θ−sin⁡θ(−sin⁡θ)cos⁡2θ=cos⁡2θ+sin⁡2θcos⁡2θ=(1cos⁡θ)2=sec⁡2θ\begin{aligned} \tan \theta &= \dfrac{\sin \theta}{\cos \theta} \\ \text{So, using the quotient rule,} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}\theta}\{\tan \theta\}&=\frac{\cos\theta\cos\theta-\sin\theta(-\sin\theta)}{\cos^2\theta} =\frac{\cos^2\theta+\sin^2\theta}{\cos^2\theta}\\ &=\left(\frac{1}{\cos \theta}\right)^2=\sec^2\theta \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.5절 · 15번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
447.CLP-1 · 2.8절 · 20번우리말 번역

함수 f(x)={ax+bx<0 일 때6cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡xx≥0 일 때f(x)=\left\{\begin{array}{ll} ax+b& x<0\text{ 일 때}\\ \frac{6\cos x}{2+\sin x+\cos x}& x\ge 0\text{ 일 때} \end{array}\right. 의 도함수가 모든 xx 에 대해 존재한다. 상수 aa 와 bb 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

The derivative of the function f(x)={ax+bfor x<06cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡xfor x≥0f(x)=\left\{\begin{array}{ll} ax+b& \text{for }x<0\\ \frac{6\cos x}{2+\sin x+\cos x}& \text{for }x\ge 0 \end{array}\right. exists for all xx. Determine the values of the constants aa and bb.

정답·풀이 보기

함수 f(x)f(x) 가 x=0x=0 에서 연속이려면 왼쪽 부분의 식 ax+bax+b 와 오른쪽 부분의 식 6cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡x\dfrac{6\cos x}{2+\sin x+\cos x} 가 x=0x=0 에서 서로 같아야 한다. 따라서 a×0+b=6cos⁡02+sin⁡0+cos⁡0=63  ⟹  b=2a\times 0+b=\frac{6\cos 0}{2+\sin 0+\cos 0}=\frac{6}{3} \implies \boxed{b=2}

x=0x=0 에서 미분계수 f′(x)f'(x) 가 존재하려면 극한 lim⁡h→0f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} 가 존재해야 한다. 특히 극한 lim⁡h→0−f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^-} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} 와 lim⁡h→0+f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^+} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} 가 존재하고 서로 같아야 한다.

h→0−h \to 0^- 일 때 h<0h<0 이므로 f(h)=ah+b=ah+2f(h)=ah+b=ah+2 이다. 따라서 lim⁡h→0−f(h)−f(0)h=lim⁡h→0−(ah+2)−2h=ddx{ax+2}∣x=0=a.\displaystyle \lim_{h\to 0^-}\dfrac{f(h)-f(0)}{h}=\displaystyle \lim_{h\to 0^-}\dfrac{(ah+2)-2}{h}=\left.\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{ax+2\right\}\right|_{x=0}=a.

마찬가지로 h→0+h \to 0^+ 일 때 h>0h>0 이므로 f(h)=6cos⁡h1+sin⁡h+cos⁡hf(h)=\dfrac{6\cos h}{1+\sin h + \cos h} 이고 lim⁡h→0+f(h)−f(0)h=ddx{6cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡x}∣x=0=−6sin⁡x(2+sin⁡x+cos⁡x)−6cos⁡x(cos⁡x−sin⁡x)(2+sin⁡x+cos⁡x)2∣x=0.\begin{aligned} \displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^+} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} &= \left.\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\dfrac{6\cos x}{2+\sin x + \cos x}\right\}\right|_{x=0} \\&=\left.\frac{-6\sin x(2+\sin x+\cos x)-6\cos x(\cos x-\sin x)}{(2+\sin x+\cos x)^2}\right|_{x=0}.\end{aligned}

왼쪽 극한과 오른쪽 극한이 같아야 하므로 a=−6sin⁡0(2+sin⁡0+cos⁡0)−6cos⁡0(cos⁡0−sin⁡0)(2+sin⁡0+cos⁡0)2=−6(2+1)2  ⟹  a=−23a=\frac{-6\sin 0(2+\sin 0+\cos 0)-6\cos 0(\cos 0-\sin 0)}{(2+\sin 0+\cos 0)^2} =\frac{-6}{(2+1)^2}\implies\boxed{a=-\frac{2}{3}}

원본 교재 풀이(영어)

In order for the function f(x)f(x) to be continuous at x=0x=0, the left half formula ax+bax+b and the right half formula 6cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡x\dfrac{6\cos x}{2+\sin x+\cos x} must match up at x=0x=0. This forces a×0+b=6cos⁡02+sin⁡0+cos⁡0=63  ⟹  b=2a\times 0+b=\frac{6\cos 0}{2+\sin 0+\cos 0}=\frac{6}{3} \implies \boxed{b=2}

In order for the derivative f′(x)f'(x) to exist at x=0x=0, the limit lim⁡h→0f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} must exist. In particular, the limits lim⁡h→0−f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^-} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} and lim⁡h→0+f(h)−f(0)h\displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^+} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} must exist and be equal to each other.

When h→0−h \to 0^-, this means h<0h<0, so f(h)=ah+b=ah+2f(h)=ah+b=ah+2. So: lim⁡h→0−f(h)−f(0)h=lim⁡h→0−(ah+2)−2h=ddx{ax+2}∣x=0=a.\displaystyle \lim_{h\to 0^-}\dfrac{f(h)-f(0)}{h}=\displaystyle \lim_{h\to 0^-}\dfrac{(ah+2)-2}{h}=\left.\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{ax+2\right\}\right|_{x=0}=a.

Similarly, when h→0+h \to 0^+, then h>0h>0, so f(h)=6cos⁡h1+sin⁡h+cos⁡hf(h)=\dfrac{6\cos h}{1+\sin h + \cos h} and lim⁡h→0+f(h)−f(0)h=ddx{6cos⁡x2+sin⁡x+cos⁡x}∣x=0=−6sin⁡x(2+sin⁡x+cos⁡x)−6cos⁡x(cos⁡x−sin⁡x)(2+sin⁡x+cos⁡x)2∣x=0.\begin{aligned} \displaystyle \lim_{h \rightarrow 0^+} \dfrac{f(h)-f(0)}{h} &= \left.\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\dfrac{6\cos x}{2+\sin x + \cos x}\right\}\right|_{x=0} \\&=\left.\frac{-6\sin x(2+\sin x+\cos x)-6\cos x(\cos x-\sin x)}{(2+\sin x+\cos x)^2}\right|_{x=0}.\end{aligned}

Since the limits from the left and right must be equal, this forces a=−6sin⁡0(2+sin⁡0+cos⁡0)−6cos⁡0(cos⁡0−sin⁡0)(2+sin⁡0+cos⁡0)2=−6(2+1)2  ⟹  a=−23a=\frac{-6\sin 0(2+\sin 0+\cos 0)-6\cos 0(\cos 0-\sin 0)}{(2+\sin 0+\cos 0)^2} =\frac{-6}{(2+1)^2}\implies\boxed{a=-\frac{2}{3}}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 21번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
448.CLP-1 · 2.8절 · 21번우리말 번역

f(x)=tan⁡xf(x) = \tan x 의 도함수가 존재하는 xx 의 값은 무엇입니까?

영어 원문 보기

For which values of xx does the derivative of f(x)=tan⁡xf(x) = \tan x exist?

정답·풀이 보기

f′(x)f'(x) 가 존재하려면 f(x)f(x) 가 존재해야 한다. 정수 nn 에 대하여 x=π2+nπx=\frac{\pi}{2}+n\pi 일 때마다 tan⁡x\tan x 가 존재하지 않음은 이미 알고 있다. 조금 더 살펴보면, tan⁡x=sin⁡xcos⁡x\tan x = \frac{\sin x}{\cos x} 이므로 탄젠트가 존재하지 않는 점은 코사인이 0인 점과 정확히 일치한다.

그래프를 보면 탄젠트는 정의역에서 매끄러운 곡선처럼 보이므로, 탄젠트가 정의된 모든 곳에서 그 도함수도 정의된다고 짐작할 수 있다. 이를 확인할 수 있다. f′(x)=sec⁡2x=(1cos⁡x)2f'(x) = \sec^2 x = \left(\frac{1}{\cos x}\right)^2 이다. 실제로 cos⁡x\cos x 가 0이 아닌 곳에서는 f′f' 이 존재한다.

따라서 f′(x)f'(x) 는 어떤 정수 nn 에 대하여 x=π2+nπx=\frac{\pi}{2}+n\pi 인 경우를 제외한 모든 xx 의 값에서 존재한다.

원본 교재 풀이(영어)

In order for f′(x)f'(x) to exist, f(x)f(x) has to exist. We already know that tan⁡x\tan x does not exist whenever x=π2+nπx=\frac{\pi}{2}+n\pi for any integer nn. If we look a little deeper, since tan⁡x=sin⁡xcos⁡x\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}, the points where tangent does not exist correspond exactly to the points where cosine is zero.

From its graph, tangent looks like a smooth curve over its domain, so we might guess that everywhere tangent is defined, its derivative is defined. We can check this: f′(x)=sec⁡2x=(1cos⁡x)2f'(x) = \sec^2 x = \left(\frac{1}{\cos x}\right)^2. Indeed, wherever cos⁡x\cos x is nonzero, f′f' exists.

So, f′(x)f'(x) exists for all values of xx except when x=π2+nπx=\frac{\pi}{2}+n\pi for some integer nn.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 22번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
449.CLP-1 · 2.8절 · 22번우리말 번역

10sin⁡(x)x2+x−6\dfrac{10\sin(x)}{x^2+x-6} 의 도함수가 존재하는 xx 의 값은 무엇입니까? 답을 설명하세요.

영어 원문 보기

For what values of xx does the derivative of 10sin⁡(x)x2+x−6\dfrac{10\sin(x)}{x^2+x-6} exist? Explain your answer.

정답·풀이 보기

x2+x−6≠0x^2+x-6\ne 0 일 때마다 이 함수는 미분가능하다. 그 도함수가

10cos⁡(x)⋅(x2+x−6)−10sin⁡(x)⋅(2x+1)(x2+x−6)2,\begin{aligned} \frac{10\cos(x)\cdot (x^2+x-6)-10\sin(x)\cdot (2x+1)}{(x^2+x-6)^2}, \end{aligned}

이고, 이는 x2+x−6=0x^2+x-6=0 이 아닌 한 잘 정의되기 때문이다. x2+x−6=(x−2)(x+3)=0x^2+x-6=(x-2)(x+3)=0 을 풀면 x=2x=2 와 x=−3x=-3 을 얻는다. 따라서 이 함수는 x=2x=2 와 x=−3x=-3 을 제외한 모든 실수 xx 에서 미분가능하다.

원본 교재 풀이(영어)

The function is differentiable whenever x2+x−6≠0x^2+x-6\ne 0 since the derivative equals

10cos⁡(x)⋅(x2+x−6)−10sin⁡(x)⋅(2x+1)(x2+x−6)2,\begin{aligned} \frac{10\cos(x)\cdot (x^2+x-6)-10\sin(x)\cdot (2x+1)}{(x^2+x-6)^2}, \end{aligned}

which is well-defined unless x2+x−6=0x^2+x-6=0. We solve x2+x−6=(x−2)(x+3)=0,x^2+x-6=(x-2)(x+3)=0, and get x=2x=2 and x=−3x=-3. So, the function is differentiable for all real values xx except for x=2x=2 and for x=−3x=-3.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 23번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
450.CLP-1 · 2.8절 · 23번우리말 번역

xx 의 어떤 값에서 x2+6x+5sin⁡(x)\dfrac{x^2+6x+5}{\sin(x)} 의 도함수가 존재하는지 구하세요. 답을 설명하세요.

영어 원문 보기

For what values of xx does the derivative of x2+6x+5sin⁡(x)\dfrac{x^2+6x+5}{\sin(x)} exist? Explain your answer.

정답·풀이 보기

도함수가 다음과 같으므로 sin⁡(x)≠0\sin(x)\ne 0 일 때마다 이 함수는 미분가능하다.

sin⁡(x)⋅(2x+6)−cos⁡(x)⋅(x2+6x+5)(sin⁡x)2,\begin{aligned} \frac{\sin(x)\cdot (2x+6) - \cos(x)\cdot (x^2+6x+5)}{(\sin x)^2}, \end{aligned}

이 식은 sin⁡x=0\sin x = 0 이 아니면 잘 정의된다. 이는 xx 가 π\pi 의 정수 배일 때 일어난다. 따라서 이 함수는 x=nπx=n\pi 를 제외한 모든 실수 xx 에서 미분가능하다. 여기서 nn 은 임의의 정수이다.

원본 교재 풀이(영어)

The function is differentiable whenever sin⁡(x)≠0\sin(x)\ne 0 since the derivative equals

sin⁡(x)⋅(2x+6)−cos⁡(x)⋅(x2+6x+5)(sin⁡x)2,\begin{aligned} \frac{\sin(x)\cdot (2x+6) - \cos(x)\cdot (x^2+6x+5)}{(\sin x)^2}, \end{aligned}

which is well-defined unless sin⁡x=0\sin x = 0. This happens when xx is an integer multiple of π\pi. So, the function is differentiable for all real values xx except x=nπ,x=n\pi,, where nn is any integer.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.5절 · 13번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
451.CLP-1 · 2.8절 · 24번우리말 번역

x=π4x=\dfrac{\pi}{4} 에서 y=tan⁡(x)y=\tan(x) 의 그래프에 접하는 직선의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the equation of the line tangent to the graph of y=tan⁡(x)y=\tan(x) at x=π4x=\dfrac{\pi}{4}.

정답·풀이 보기

tan⁡(x)\tan(x) 의 도함수는 sec⁡2(x)\sec^2(x) 이고, 이를 x=π4x=\frac{\pi}{4} 에서 계산하면 22 이다. 또한 tan⁡(π/4)=1\tan(\pi/4)=1 이므로 접선의 방정식은

y−1=2⋅(x−π/4).\begin{aligned} y - 1 = 2\cdot (x-\pi/4). \end{aligned}

이다.

원본 교재 풀이(영어)

We compute the derivative of tan⁡(x)\tan(x) as being sec⁡2(x)\sec^2(x), which evaluated at x=π4x=\frac{\pi}{4} yields 22. Since we also compute tan⁡(π/4)=1\tan(\pi/4)=1, then the equation of the tangent line is

y−1=2⋅(x−π/4).\begin{aligned} y - 1 = 2\cdot (x-\pi/4). \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 25번
# 삼각함수의 미분그래프·표 해석도전자동 분류
452.CLP-1 · 2.8절 · 25번우리말 번역

x=0x=0 에서 y=sin⁡(x)+cos⁡(x)+exy=\sin(x)+\cos(x)+e^x 의 그래프에 접하는 직선의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the equation of the line tangent to the graph of y=sin⁡(x)+cos⁡(x)+exy=\sin(x)+\cos(x)+e^x at x=0x=0.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

도함수 y′=cos⁡(x)−sin⁡(x)+exy' = \cos(x)-\sin(x)+e^x 을 구하고, 이를 x=0x=0 에서 계산하면 1−0+1=21-0+1 = 2 이다. 또한 y(0)=0+1+1=2y(0)=0+1+1=2 이므로 접선의 방정식은

y−2=2(x−0)\begin{aligned} y - 2 = 2(x-0) \end{aligned}

즉 y=2x+2y=2x+2 이다.

원본 교재 풀이(영어)

We compute the derivative y′=cos⁡(x)−sin⁡(x)+exy' = \cos(x)-\sin(x)+e^x, which evaluated at x=0x=0 yields 1−0+1=21-0+1 = 2. Since we also compute y(0)=0+1+1=2y(0)=0+1+1=2, the equation of the tangent line is

y−2=2(x−0)\begin{aligned} y - 2 = 2(x-0) \end{aligned}

ie y=2x+2y=2x+2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.5절 · 29번
# 삼각함수의 미분그래프·표 해석도전자동 분류
453.CLP-1 · 2.8절 · 26번우리말 번역

함수 f(x)=exsin⁡xf(x)=e^x\sin x 가 수평인 접선을 갖는 xx 의 값은 무엇인지 구하세요.

영어 원문 보기

For which values of xx does the function f(x)=exsin⁡xf(x)=e^x\sin x have a horizontal tangent line?

정답·풀이 보기

f′(x)=0f'(x)=0 을 풀어야 한다. 즉, ex[sin⁡x+cos⁡x]=0e^x[\sin x + \cos x]=0 이다. exe^x 는 항상 양수이므로 sin⁡x+cos⁡x=0\sin x + \cos x =0 인 모든 점을 찾아야 한다. 즉, sin⁡x=−cos⁡x\sin x = - \cos x 인 xx 의 값을 모두 찾아야 한다. 단위원을 살펴보면 임의의 정수 nn 에 대해 x=3π4+nπx = \frac{3\pi}{4}+n\pi 일 때마다 이것이 성립함을 알 수 있다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

We are asked to solve f′(x)=0f'(x)=0. That is, ex[sin⁡x+cos⁡x]=0e^x[\sin x + \cos x]=0. Since exe^x is always positive, that means we need to find all points where sin⁡x+cos⁡x=0\sin x + \cos x =0. That is, we need to find all values of xx where sin⁡x=−cos⁡x\sin x = - \cos x. Looking at the unit circle, we see this happens whenever x=3π4+nπx = \frac{3\pi}{4}+n\pi for any integer nn.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 30번
# 삼각함수의 미분계산도전자동 분류
454.CLP-1 · 2.8절 · 27번우리말 번역

f(x)={sin⁡xx,x≠01,x=0f(x)=\left\{\begin{array}{ccc} \frac{\sin x}{x}&,&x \neq 0\\ 1&,&x=0 \end{array}\right. 라 하자. f′(0)f'(0) 을 구하거나, 존재하지 않음을 보이세요.

영어 원문 보기

Let f(x)={sin⁡xx,x≠01,x=0f(x)=\left\{\begin{array}{ccc} \frac{\sin x}{x}&,&x \neq 0\\ 1&,&x=0 \end{array}\right. Find f′(0)f'(0), or show that it does not exist.

정답·풀이 보기

먼저, 이 함수는 연속이다. 왜냐하면 lim⁡x→0f(x)=lim⁡x→0sin⁡xx=1=f(0)\lim_{x \to 0} f(x)=\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}=1=f(0) 이기 때문이다. 이것은 확인해 두면 유용하다. 만약 함수가 x=0x=0 에서 불연속이라면 그 점에서 미분가능하지 않다는 것을 바로 알 수 있기 때문이다.

이제 미분계수를 구하자. 극한을 이용한 정의를 사용할 수 있다.

f′(0)=lim⁡h→0f(0+h)−f(0)h 극한이 존재하면=lim⁡h→0f(h)−1h=lim⁡h→0sin⁡hh−1h\begin{aligned} f'(0)&=\lim_{h \to 0}\frac{f(0+h)-f(0)}{h}\qquad\text{ 극한이 존재하면}\\ &=\lim_{h \to 0} \frac{f(h)-1}{h}\\ &=\lim_{h \to 0} \frac{\frac{\sin h}{h}-1}{h} \end{aligned}

hh 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. hh 가 0에 가까울 때 cos⁡h≤sin⁡hh≤1\cos h \leq \frac{\sin h}{h} \leq 1 이다. 이를 이용해 극한을 위아래로 묶고, 조임 정리를 적용한다.

cos⁡h≤sin⁡hh≤1따라서, cos⁡h−1≤sin⁡hh−1≤1−1=0\begin{aligned} &\cos h&&\leq&&\frac{\sin h}{h}&&\leq&&1\\ \text{따라서, }\qquad&\cos h-1&&\leq&&\frac{\sin h}{h}-1&&\leq&& 1-1=0 \end{aligned}

이고 1h(sin⁡hh−1)\frac{1}{h}\left(\frac{\sin h}{h}-1\right) 은 00 과 cos⁡h−1h\frac{\cos h-1}{h} 사이에 있다. cos⁡h−1h\frac{\cos h-1}{h} 의 극한은 미분계수의 정의와 닮았음에 주목하면 구할 수 있다.

lim⁡h→0cos⁡h−1h=lim⁡h→0cos⁡(0+h)−cos⁡(0)h=ddx{cos⁡x}∣x=0=0\begin{aligned} \lim_{h \to 0}\frac{\cos h-1}{h}&=\lim_{h \to 0}\frac{\cos(0+h)-\cos(0)}{h}\\ &=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left.\left\{\cos x \right\}\right|_{x=0}=0 \end{aligned}

따라서 조임 정리에 의해 f′(0)=lim⁡h→0sin⁡hh−1h=0f'(0) =\displaystyle \lim_{h \to 0}\frac{\frac{\sin h}{h}-1}{h}=0 이다.

원본 교재 풀이(영어)

First, we note that our function is continuous, because lim⁡x→0f(x)=lim⁡x→0sin⁡xx=1=f(0)\lim_{x \to 0} f(x)=\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}=1=f(0) This is a handy thing to check: if the function were discontinuous at x=0x=0, then we would automatically know that it was not differentiable there.

Now, on to the derivative. We can use the limit definition:

f′(0)=lim⁡h→0f(0+h)−f(0)h if it exists=lim⁡h→0f(h)−1h=lim⁡h→0sin⁡hh−1h\begin{aligned} f'(0)&=\lim_{h \to 0}\frac{f(0+h)-f(0)}{h}\qquad\text{ if it exists}\\ &=\lim_{h \to 0} \frac{f(h)-1}{h}\\ &=\lim_{h \to 0} \frac{\frac{\sin h}{h}-1}{h} \end{aligned}

As hh 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 hh is close to 0, cos⁡h≤sin⁡hh≤1\cos h \leq \frac{\sin h}{h} \leq 1. We use this to bound our limit, and then apply the squeeze theorem.

cos⁡h≤sin⁡hh≤1So, cos⁡h−1≤sin⁡hh−1≤1−1=0\begin{aligned} &\cos h&&\leq&&\frac{\sin h}{h}&&\leq&&1\\ \text{So, }\qquad&\cos h-1&&\leq&&\frac{\sin h}{h}-1&&\leq&& 1-1=0 \end{aligned}

and 1h(sin⁡hh−1)\frac{1}{h}\left(\frac{\sin h}{h}-1\right) is between 00 and cos⁡h−1h\frac{\cos h-1}{h}. We can evaluate the limit of cos⁡h−1h\frac{\cos h-1}{h}, by noticing its similarity to the definition of the derivative.

lim⁡h→0cos⁡h−1h=lim⁡h→0cos⁡(0+h)−cos⁡(0)h=ddx{cos⁡x}∣x=0=0\begin{aligned} \lim_{h \to 0}\frac{\cos h-1}{h}&=\lim_{h \to 0}\frac{\cos(0+h)-\cos(0)}{h}\\ &=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left.\left\{\cos x \right\}\right|_{x=0}=0 \end{aligned}

So, by the Squeeze Theorem, f′(0)=lim⁡h→0sin⁡hh−1h=0f'(0) =\displaystyle \lim_{h \to 0}\frac{\frac{\sin h}{h}-1}{h}=0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 4번
# 삼각함수의 미분증명·논술도전자동 분류
455.CLP-1 · 2.8절 · 30번우리말 번역

lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x\lim\limits_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x\lim\limits_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim\limits_{x\rightarrow 0}\dfrac{\sin x}{x} =1 임을 떠올리자. 이를 이용하기 위해 분자와 분모를 x5x^5 으로 나눈다(분모에서 사인의 거듭제곱이 55 이고, 분모가 0으로 가면 대체로 극한을 구하기 더 어렵기 때문이다).

lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x=lim⁡x→0sin⁡x27x5+2ex99(sin⁡xx)5\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x} &=\lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\dfrac{\sin x^{27}}{x^{5}}+2 e^{x^{99}}} {\left(\dfrac{\sin x}{x}\right)^5} \end{aligned}

이제 분모는 1로 가므로 다루기 쉽지만, 분자에 있는 분수 sin⁡x27x5\dfrac{\sin x^{27}}{x^5} 을 처리해야 한다. 이 분수는 그다지 익숙하지 않지만, xx 가 0으로 가면 x27x^{27} 도 0으로 가므로 sin⁡x27x27\dfrac{\sin x^{27}}{x^{27}} 은 11 로 간다는 것을 안다. 따라서

lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x=lim⁡x→0x22sin⁡x27x27+2ex99(sin⁡xx)5=0×1+2×e015=2\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x} &=\lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{x^{22}\dfrac{\sin x^{27}}{x^{27}}+2 e^{x^{99}}} {\left(\dfrac{\sin x}{x}\right)^5} =\dfrac{0\times 1+2\times e^0}{1^5} =2 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Recall that lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim\limits_{x\rightarrow 0}\dfrac{\sin x}{x} =1. In order to take advantage of this knowledge, we divide the numerator and denominator by x5x^5 (because 55 is the power of sine in the denominator, and a denominator that goes to zero generally makes a limit harder).

lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x=lim⁡x→0sin⁡x27x5+2ex99(sin⁡xx)5\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x} &=\lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\dfrac{\sin x^{27}}{x^{5}}+2 e^{x^{99}}} {\left(\dfrac{\sin x}{x}\right)^5} \end{aligned}

Now the denominator goes to 1, which is nice, but we need to take care of the fraction sin⁡x27x5\dfrac{\sin x^{27}}{x^5} in the numerator. This fraction isn't very familiar, but we know that, as xx goes to zero, x27x^{27} also goes to zero, so that sin⁡x27x27\dfrac{\sin x^{27}}{x^{27}} goes to 11. Consequently,

lim⁡x→0sin⁡x27+2x5ex99sin⁡5x=lim⁡x→0x22sin⁡x27x27+2ex99(sin⁡xx)5=0×1+2×e015=2\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{\sin x^{27}+2x^5 e^{x^{99}}}{\sin^5 x} &=\lim_{x\rightarrow 0} \dfrac{x^{22}\dfrac{\sin x^{27}}{x^{27}}+2 e^{x^{99}}} {\left(\dfrac{\sin x}{x}\right)^5} =\dfrac{0\times 1+2\times e^0}{1^5} =2 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.8절 · 6번
# 삼각함수의 미분계산자동 분류
456.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
457.CLP-1 · 2.9절 · 3번우리말 번역

함수 f(x)=cos⁡(5x+3)f(x)=\cos(5x+3) 의 도함수를 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate the derivative of f(x)=cos⁡(5x+3)f(x)=\cos(5x+3).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

연쇄 법칙을 적용하면 다음과 같다.

ddx{cos⁡(5x+3)}=−sin⁡(5x+3)⋅ddx{5x+3}=−sin⁡(5x+3)⋅5\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos(5x+3)\}&=-\sin( 5x+3)\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ 5x+3\}\\ &=-\sin(5x+3)\cdot 5 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Applying the chain rule:

ddx{cos⁡(5x+3)}=−sin⁡(5x+3)⋅ddx{5x+3}=−sin⁡(5x+3)⋅5\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos(5x+3)\}&=-\sin( 5x+3)\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ 5x+3\}\\ &=-\sin(5x+3)\cdot 5 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 14번
# 합성함수의 미분법계산보통자동 분류
458.CLP-1 · 2.9절 · 4번우리말 번역

함수 f(x)=(x2+2)5f(x)=\left({x^2+2}\right)^5 의 도함수를 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate the derivative of f(x)=(x2+2)5f(x)=\left({x^2+2}\right)^5.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

연쇄 법칙을 이용하면

f′(x)=ddx{(x2+2)5}=5(x2+2)4⋅ddx{x2+2}=5(x2+2)4⋅2x=10x(x2+2)4\begin{aligned} f'(x)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\left({x^2+2}\right)^5\right\}\\ &=5\left( x^2+2\right)^4\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ x^2+2\}\\ &=5(x^2+2)^4 \cdot 2x\\ &=10x(x^2+2)^4 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Using the chain rule,

f′(x)=ddx{(x2+2)5}=5(x2+2)4⋅ddx{x2+2}=5(x2+2)4⋅2x=10x(x2+2)4\begin{aligned} f'(x)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\left({x^2+2}\right)^5\right\}\\ &=5\left( x^2+2\right)^4\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ x^2+2\}\\ &=5(x^2+2)^4 \cdot 2x\\ &=10x(x^2+2)^4 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 9번
# 합성함수의 미분법계산보통자동 분류
459.CLP-1 · 2.9절 · 5번우리말 번역

T(k)=(4k4+2k2+1)17T(k)=\left({4k^4+2k^2+1}\right)^{17} 의 도함수를 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate the derivative of T(k)=(4k4+2k2+1)17T(k)=\left({4k^4+2k^2+1}\right)^{17}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

연쇄 법칙을 이용하면,

T′(k)=ddk{(4k4+2k2+1)17}=17(4k4+2k2+1)16⋅ddk{4k4+2k2+1}=17(4k4+2k2+1)16⋅(16k3+4k)\begin{aligned} T'(k)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}k}\left\{\left({4k^4+2k^2+1}\right)^{17}\right\}\\ &=17( 4k^4+2k^2+1)^{16}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}k}\{ 4k^4+2k^2+1\}\\ &=17(4k^4+2k^2+1)^{16}\cdot(16k^3+4k) \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Using the chain rule,

T′(k)=ddk{(4k4+2k2+1)17}=17(4k4+2k2+1)16⋅ddk{4k4+2k2+1}=17(4k4+2k2+1)16⋅(16k3+4k)\begin{aligned} T'(k)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}k}\left\{\left({4k^4+2k^2+1}\right)^{17}\right\}\\ &=17( 4k^4+2k^2+1)^{16}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}k}\{ 4k^4+2k^2+1\}\\ &=17(4k^4+2k^2+1)^{16}\cdot(16k^3+4k) \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 4번
# 합성함수의 미분법계산보통자동 분류
460.CLP-1 · 2.9절 · 6번우리말 번역

f(x)=x2+1x2−1f(x)=\sqrt{\dfrac{x^2+1}{x^2-1}} 의 도함수를 구하세요.

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Evaluate the derivative of f(x)=x2+1x2−1f(x)=\sqrt{\dfrac{x^2+1}{x^2-1}}.

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ddx{x2+1x2−1}=12x2+1x2−1⋅ddx{x2+1x2−1}=12x2−1x2+1⋅ddx{x2+1x2−1}이제 몫의 미분법을 이용하면:=12x2−1x2+1⋅((x2−1)(2x)−(x2+1)2x(x2−1)2)=12x2−1x2+1⋅(−4x(x2−1)2)=x2−1x2+1⋅(−2x(x2−1)2)=−2x(x2−1)x4−1\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\sqrt{\frac{x^2+1}{x^2-1}}\right\}&=\frac{1}{2\sqrt{ \frac{x^2+1}{x^2-1}}}\cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{ \frac{x^2+1}{x^2-1}\right\}\\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{x^2+1}{x^2-1}\right\} \\ \text{이제 몫의 미분법을 이용하면:} \\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{(x^2-1)(2x)-(x^2+1)2x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{-4x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{-2x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\frac{-2x}{({x^2-1})\sqrt{x^4-1}} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Using the chain rule:

ddx{x2+1x2−1}=12x2+1x2−1⋅ddx{x2+1x2−1}=12x2−1x2+1⋅ddx{x2+1x2−1}And now, the quotient rule:=12x2−1x2+1⋅((x2−1)(2x)−(x2+1)2x(x2−1)2)=12x2−1x2+1⋅(−4x(x2−1)2)=x2−1x2+1⋅(−2x(x2−1)2)=−2x(x2−1)x4−1\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\sqrt{\frac{x^2+1}{x^2-1}}\right\}&=\frac{1}{2\sqrt{ \frac{x^2+1}{x^2-1}}}\cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{ \frac{x^2+1}{x^2-1}\right\}\\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{x^2+1}{x^2-1}\right\} \\ \text{And now, the quotient rule:} \\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{(x^2-1)(2x)-(x^2+1)2x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{-4x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\sqrt{\frac{x^2-1}{x^2+1}}\cdot\left(\frac{-2x}{(x^2-1)^2}\right)\\ &=\frac{-2x}{({x^2-1})\sqrt{x^4-1}} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.9절 · 19번
# 합성함수의 미분법계산보통자동 분류