dxd{x2−1x2+1}And now, the quotient rule:=2x2−1x2+11⋅dxd{x2−1x2+1}=21x2+1x2−1⋅dxd{x2−1x2+1}=21x2+1x2−1⋅((x2−1)2(x2−1)(2x)−(x2+1)2x)=21x2+1x2−1⋅((x2−1)2−4x)=x2+1x2−1⋅((x2−1)2−2x)=(x2−1)x4−1−2x
Differentiate the function
f(x)=x21+x2−1
and give
the domain where the derivative exists.
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먼저 미분하기 쉽도록 함수를 변형한다.
f(x)Now, we can use the power rule to differentiate x21. This will be easier than differentiating x21 using quotient rule, but if you prefer, quotient rule will also work.f′(x)=x−2+(x2−1)1/2=−2x−3+21(x2−1)−1/2⋅dxd{x2−1}=−2x−3+21(x2−1)−1/2(2x)=x3−2+x2−1x
함수 f(x) 는 x=0 이고 x2−1≥0 일 때에만 정의된다. 즉, x 가 (−∞,−1]∪[1,∞) 에 속할 때이다. f′(x) 의 정의역에는 x2−1 이 0이 아니어야 한다는 제한이 추가된다. 따라서 f′(x) 의 정의역은 (−∞,−1)∪(1,∞) 이다.
원본 교재 풀이(영어)
First, we manipulate our function to make it easier to differentiate:
f(x)Now, we can use the power rule to differentiate x21. This will be easier than differentiating x21 using quotient rule, but if you prefer, quotient rule will also work.f′(x)=x−2+(x2−1)1/2=−2x−3+21(x2−1)−1/2⋅dxd{x2−1}=−2x−3+21(x2−1)−1/2(2x)=x3−2+x2−1x
The function f(x) is only defined when x=0 and when x2−1≥0. That is, when x is in (−∞,−1]∪[1,∞). We have an added restriction on the domain of f′(x): x2−1 must not be zero. So, the domain of f′(x) is (−∞,−1)∪(1,∞).
If we let g(x)=secx and h(x)=e2x+7, then f(x)=g(h(x)), so by the chain rule,
f′(x)=g′(h(x))⋅h′(x). Since g′(x)=secxtanx:
f′(x)Here, we need the chain rule again:=g′(h(x))⋅h′(x)=sec(h(x))tan(h(x))⋅h′(x)=sec(e2x+7)tan(e2x+7)⋅dxd{e2x+7}=sec(e2x+7)tan(e2x+7)⋅[e2x+7⋅dxd{2x+7}]=sec(e2x+7)tan(e2x+7)⋅[e2x+7⋅2]=2e2x+7sec(e2x+7)tan(e2x+7)
Find the tangent line to the curve y=(tan2x+1)(cos2x) at the point x=4π.
답 쓰고 채점
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곱의 미분법과 연쇄 법칙을 차례로 써서 이 문제를 풀기 시작할 수도 있지만, 먼저 식을 간단히 하면 더 쉽다. tan2x+1=sec2x=cos2x1 이므로 cosx 가 0이 아닌 모든 x 의 값에 대해 f(x)=cos2xcos2x=1 임을 알 수 있다. 즉, π/2 의 정수배가 아닌 모든 x 에 대해 f(x)=1 이다(그리고 x 가 π/2 의 정수배일 때 f(x) 는 정의되지 않는다). 따라서 f 가 존재하는 모든 x 에서 f′(x)=0 이고, 특히 f′(π/4)=0 이다. 또한 f(π/4)=1 이므로 x=π/4 에서 f 의 접선은 기울기가 0이고 점 (π/4,1) 을 지나는 직선이다:
y=1
원본 교재 풀이(영어)
It is possible to start in on this problem with the product rule and then the chain rule, but it's easier if we simplify first. Since tan2x+1=sec2x=cos2x1, we see f(x)=cos2xcos2x=1 for all values of x for which cosx is nonzero. That is, f(x)=1 for every x that is not an integer multiple of π/2 (and f(x) is not defined when x is an integer multiple of π/2). Therefore, f′(x)=0 for every x on which f exists, and in particular f′(π/4)=0. Also, f(π/4)=1, so the tangent line to f at x=π/4 is the line with slope 0, passing through the point (π/4,1):
y=1
따라서 속도가 0이 되는 경우는 et3−7t2+8t=0 일 때, 3t−2=0 일 때, 그리고 t−4=0 일 때이다. et3−7t2+8t 은 절대로 0이 되지 않으므로, 속도가 0이 되는 것은 정확히 t=32 또는 t=4 일 때이다.
원본 교재 풀이(영어)
Velocity is the derivative of position with respect to time. So, the velocity of the particle is given by s′(t). We need to find s′(t), and determine when it is zero.
To differentiate, we us the chain rule.
s′(t)To determine where this function is zero, we factor:=et3−7t2+8t⋅dtd{t3−7t2+8t}=et3−7t2+8t⋅(3t2−14t+8)=et3−7t2+8t⋅(3t−2)(t−4)
So, the velocity is zero when et3−7t2+8t=0, when 3t−2=0, and when t−4=0. Since et3−7t2+8t is never zero, this tells us that the velocity is zero precisely when t=32 or t=4.
The slope of the tangent line is the derivative. If we let f(x)=tanx and g(x)=ex2, then f(g(x))=tan(ex2), so y′=f′(g(x))⋅g′(x):
y′We find ourselves once more in need of the chain rule:Finally, we evaluate this derivative at the point x=1:y′(1)=sec2(ex2)⋅dxd{ex2}=sec2(ex2)⋅ex2dxd{x2}=sec2(ex2)⋅ex2⋅2x=sec2(e)⋅e⋅2=2esec2e