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

3문제 · 1 / 1쪽

1.CLP-1 · 2.14절 · 8번우리말 번역

시각 tt 에서 입자의 위치가 s(t)=ett2+1s(t) = \dfrac{e^t}{t^2+1} 로 주어진다고 하자. 시각 t=1t=1 에서 입자의 가속도를 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose the position of a particle at time tt is given by s(t)=ett2+1s(t) = \dfrac{e^t}{t^2+1}. Find the acceleration of the particle at time t=1t=1.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

문제는 s′′(1)s''(1) 을 구하는 것이다. 몫의 미분법을 사용하여 미분을 시작한다.

s′(t)=et(t2+1)−et(2t)(t2+1)2=et(t2−2t+1)(t2+1)2몫의 미분법을 다시 사용하면,s′′(t)=(t2+1)2ddt{et(t2−2t+1)}−et(t2−2t+1)ddt{(t2+1)2}(t2+1)4=(t2+1)2⋅[et(2t−2)+et(t2−2t+1)]−et(t2−2t+1)⋅2(t2+1)(2t)(t2+1)4=et(t2+1)2(t2−1)−4tet(t−1)2(t2+1)(t2+1)4s′′(1)=0\begin{aligned} s'(t)&=\frac{e^t(t^2+1)-e^t(2t)}{(t^2+1)^2}\\ &=\frac{e^t(t^2-2t+1)}{(t^2+1)^2} \\ \text{몫의 미분법을 다시 사용하면,} \\ s''(t)&=\frac{(t^2+1)^2 \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\{e^t(t^2-2t+1)\}-e^t(t^2-2t+1) \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\{(t^2+1)^2\}}{(t^2+1)^4}\\ &=\frac{(t^2+1)^2\cdot\left[ e^t(2t-2)+e^t(t^2-2t+1)\right]- e^t(t^2-2t+1) \cdot 2(t^2+1)(2t)}{(t^2+1)^4}\\ &=\frac{e^t(t^2+1)^2(t^2-1)-4te^t(t-1)^2(t^2+1)}{(t^2+1)^4}\\ s''(1)&=0 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The question asks for s′′(1)s''(1). We start our differentiation using the quotient rule:

s′(t)=et(t2+1)−et(2t)(t2+1)2=et(t2−2t+1)(t2+1)2Using the quotient rule again,s′′(t)=(t2+1)2ddt{et(t2−2t+1)}−et(t2−2t+1)ddt{(t2+1)2}(t2+1)4=(t2+1)2⋅[et(2t−2)+et(t2−2t+1)]−et(t2−2t+1)⋅2(t2+1)(2t)(t2+1)4=et(t2+1)2(t2−1)−4tet(t−1)2(t2+1)(t2+1)4s′′(1)=0\begin{aligned} s'(t)&=\frac{e^t(t^2+1)-e^t(2t)}{(t^2+1)^2}\\ &=\frac{e^t(t^2-2t+1)}{(t^2+1)^2} \\ \text{Using the quotient rule again,} \\ s''(t)&=\frac{(t^2+1)^2 \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\{e^t(t^2-2t+1)\}-e^t(t^2-2t+1) \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}\{(t^2+1)^2\}}{(t^2+1)^4}\\ &=\frac{(t^2+1)^2\cdot\left[ e^t(2t-2)+e^t(t^2-2t+1)\right]- e^t(t^2-2t+1) \cdot 2(t^2+1)(2t)}{(t^2+1)^4}\\ &=\frac{e^t(t^2+1)^2(t^2-1)-4te^t(t-1)^2(t^2+1)}{(t^2+1)^4}\\ s''(1)&=0 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 13번
# 이계도함수와 오목·볼록활용보통자동 분류
2.CLP-1 · 2.14절 · 10번우리말 번역

시각 tt 초에서 입자의 높이가 h(t)=−cos⁡th(t)=-\cos t 로 주어진다. t=1t=1 에서 입자는 빨라지고 있는지 느려지고 있는지 판단하세요.

영어 원문 보기

The height of a particle at time tt seconds is given by h(t)=−cos⁡th(t)=-\cos t. Is the particle speeding up or slowing down at t=1t=1?

정답·풀이 보기

입자의 속도는 h′(t)=sin⁡th'(t)=\sin t 로 주어진다. 0<1<π0<1<\pi 이므로 h′(1)>0h'(1)>0 이다. 즉, 입자는 올라가고 있다(양의 방향, 여기서는 “위쪽"으로 움직이고 있다). 입자의 가속도는 h′′(t)=cos⁡th''(t)=\cos t 이다. 0<1<π20<1<\frac{\pi}{2} 이므로 h′′(t)>0h''(t)>0 이고, 따라서 h′(t)h'(t) 는 증가한다. 즉, 입자는 위쪽으로 움직이고 있고, 그 속도가 점점 커지고 있다. 따라서 입자는 빨라지고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

The velocity of the particle is given by h′(t)=sin⁡th'(t)=\sin t. Note 0<1<π0<1<\pi, so h′(1)>0h'(1)>0–the particle is rising (moving in the positive direction, in this case “up"). The acceleration of the particle is h′′(t)=cos⁡th''(t)=\cos t. Since 0<1<π20<1<\frac{\pi}{2}, h′′(t)>0h''(t)>0, so h′(t)h'(t) is increasing: the particle is moving up, and it's doing so at an increasing rate. So, the particle is speeding up.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 11번
# 이계도함수와 오목·볼록활용보통자동 분류
3.CLP-1 · 2.14절 · 11번우리말 번역

시각 tt초에서 입자의 높이가 h(t)=t3−t2−5t+10h(t)=t^3-t^2-5t+10 으로 주어진다. t=1t=1 에서 입자의 운동은 빨라지고 있는지 느려지고 있는지 판단하세요.

영어 원문 보기

The height of a particle at time tt seconds is given by h(t)=t3−t2−5t+10h(t)=t^3-t^2-5t+10. Is the particle's motion getting faster or slower at t=1t=1?

정답·풀이 보기

이 문제에서는 속도에는 방향을 나타내는 부호가 있지만 속력에는 없다는 점을 기억해야 한다.

입자의 속도는 h′(t)=3t2−2t−5h'(t)=3t^2-2t-5 이다. t=1t=1 에서 입자의 속도는 −4-4 이므로, 입자는 초당 4 단위의 속력으로 아래쪽으로 움직이고 있다. 입자의 가속도는 h′′(t)=6t−2h''(t)=6t-2 이므로 t=1t=1 일 때 가속도는 (양수인) 초당 44 단위의 변화율(초당 속도 변화량)이다. 이는 속도(현재 초당 −4-4 단위)가 더 큰 수가 되어 가고 있다는 뜻이다. 속도가 음수이므로 더 큰 수는 0에 더 가까운 수이고, 따라서 입자의 속력은 작아지고 있다. (예를 들어 속도 −3-3 은 속도 −4-4 보다 느린 운동을 나타낸다.) 그러므로 입자는 t=1t=1 에서 느려지고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

For this problem, remember that velocity has a sign indicating direction, while speed does not.

The velocity of the particle is given by h′(t)=3t2−2t−5h'(t)=3t^2-2t-5. At t=1t=1, the velocity of the particle is −4-4, so the particle is moving downwards with a speed of 4 units per second. The acceleration of the particle is h′′(t)=6t−2h''(t)=6t-2, so when t=1t=1, the acceleration is (positive) 44 units per second per second. That means the velocity (currently −4-4 units per second) is becoming a bigger number–since the velocity is negative, a bigger number is closer to zero, so the speed of the particle is getting smaller. (For instance, a velocity of −3-3 represents a slower motion than a velocity of −4-4.) So, the particle is slowing down at t=1t=1.

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