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

9문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 1권 · 4.5절 · 18번우리말 풀이

다음 문제에서 f′f' 의 그래프를 분석하여, 변곡점을 모두 쓰고 ff 가 아래로 볼록한 구간과 위로 볼록한 구간을 구하세요.

함수 f'(x) 의 그래프. 함수는 직선이며 음수에서 시작해 원점에서 x축과 만난다.

영어 원문 보기

For the following exercises, analyze the graphs of f′,{f}^{'}, then list all inflection points and intervals where ff is concave up and concave down.

The function f’(x) is graphed. The function is linear and starts negative. It crosses the x axis at the origin.

풀이 보기

ff 의 오목·볼록은 f′′f'' 의 부호로 정해지고, f′′f'' 은 f′f' 그래프의 기울기예요.

  1. 1

    왜 이렇게 할까요? 그래프가 ff 가 아니라 f′f' 예요. f′′f'' 은 f′f' 를 미분한 것이니, f′f' 그래프가 오르는지 내리는지(기울기의 부호)만 보면 돼요.

  2. 2

    그래프를 읽어요. f′(x)f'(x) 는 원점을 지나는 직선이고 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 올라가요. 즉 기울기가 양수인 일차함수 모양이에요.

  3. 3

    f′′f'' 의 부호를 알아내요. 직선의 기울기는 어디서나 같고 양수이므로 모든 xx 에서 f′′(x)>0f''(x)>0 이에요.

  4. 4

    결론을 내려요. f′′>0f''>0 이면 ff 는 아래로 볼록해요. 모든 xx 에서 부호가 같으므로 f′′f'' 의 부호가 바뀌는 곳이 없고, 변곡점도 없어요. (참고로 f′f' 가 x=0x=0 에서 0 이므로 x=0x=0 은 ff 의 극소점이지만, 변곡점은 아니에요.)

답

모든 xx 에서 아래로 볼록, 변곡점 없음

자주 하는 실수

f′f' 가 0 이 되는 점 x=0x=0 을 변곡점으로 착각해요. 변곡점은 f′′f'' 의 부호가 바뀌는 점이에요.

원본 교재 풀이(영어)

Concave up on all x,x, no inflection points

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.4절 · 24번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석보통
2.OpenStax 1권 · 4.5절 · 42번우리말 풀이

다음 문제에서 아래를 구하세요.

a. ff 가 증가하는 구간과 감소하는 구간, b. ff 의 극솟값과 극댓값, c. ff 가 아래로 볼록한 구간과 위로 볼록한 구간, d. ff 의 변곡점. 곡선을 그린 다음 계산기로 답을 비교해 보세요. 정확한 답을 식으로 구할 수 없으면 계산기를 쓰세요.

[계산기 사용] f(x)=11−x,x≠1f(x)=\frac{1}{1-x},x\ne 1

영어 원문 보기

For the following exercises, determine

a. intervals where ff is increasing or decreasing, b. local minima and maxima of f,f, c. intervals where ff is concave up and concave down, and d. the inflection points of f.f. Sketch the curve, then use a calculator to compare your answer. If you cannot determine the exact answer analytically, use a calculator.

[T] f(x)=11−x,x≠1f(x)=\frac{1}{1-x},x\ne 1

풀이 보기

f′f' 의 부호로 증가·감소를, f′′f'' 의 부호로 오목·볼록을 보되, x=1x=1 은 정의역에 없다는 점을 꼭 챙겨요.

  1. 1

    왜 이렇게 할까요? 증가·감소는 f′f' 의 부호, 오목·볼록은 f′′f'' 의 부호로 알 수 있어요. 먼저 두 도함수를 구해요.

  2. 2

    일계도함수. f(x)=(1−x)−1f(x)=(1-x)^{-1} 이므로 f′(x)=(1−x)−2=1(1−x)2f'(x)=(1-x)^{-2}=\frac{1}{(1-x)^2} 분모가 제곱이라 x≠1x\ne1 인 모든 xx 에서 f′(x)>0f'(x)>0 이에요. 따라서 ff 는 정의된 모든 곳에서 증가하고, f′=0f'=0 이 되는 점이 없으니 극값도 없어요.

  3. 3

    이계도함수. f′′(x)=2(1−x)3f''(x)=\frac{2}{(1-x)^3} 분자는 양수이므로 부호는 (1−x)3(1-x)^3 이 정해요. x<1x<1 이면 1−x>01-x>0 이라 f′′>0f''>0 (아래로 볼록), x>1x>1 이면 1−x<01-x<0 이라 f′′<0f''<0 (위로 볼록) 이에요.

  4. 4

    변곡점을 따져요. f′′f'' 의 부호가 x=1x=1 에서 바뀌지만, x=1x=1 은 정의역에 없어서 곡선 위의 점이 아니에요(수직 점근선). 그래서 변곡점은 없어요.

  5. 5

    그래프 모양. x=1x=1 이 수직 점근선이고 y=0y=0 이 수평 점근선이에요. 왼쪽 가지는 위로 올라가다 아래로 볼록하고, 오른쪽 가지는 음수 쪽에서 올라가며 위로 볼록해요.

답

(a) 정의된 모든 xx 에서 증가 (b) 극값 없음 (c) x<1x<1 에서 아래로 볼록, x>1x>1 에서 위로 볼록 (d) 정의역 안에 변곡점 없음

자주 하는 실수

f′′f'' 의 부호가 바뀌는 x=1x=1 을 변곡점이라고 답해요. 정의역에 없는 점은 변곡점이 될 수 없어요.

원본 교재 풀이(영어)

a. Increasing for all xx where defined b. No local minima or maxima c. Concave up for x<1;x<1; concave down for x>1x>1 d. No inflection points in domain

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 20번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석보통
3.CLP-1 · 2.14절 · 14번우리말 번역

함수 f(x)f(x) 가 (a,b)(a,b) 에서 f′(x)<0f'(x)<0 이고 f′′(x)>0f''(x)>0 을 만족한다. 아래 곡선 중 y=f(x)y=f(x) 를 나타낼 수 있는 것은 어느 것인가요?

그림

그림

그림

그림

그림

영어 원문 보기

A function f(x)f(x) satisfies f′(x)<0f'(x)<0 and f′′(x)>0f''(x)>0 over (a,b)(a,b). Which of the following curves below might represent y=f(x)y=f(x)?

figure

figure

figure

figure

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정답·풀이 보기

f′(x)<0f'(x)<0 이므로 감소하는 함수여야 한다. 이는 (ii), (iii), (v)에만 해당한다. f′′(x)>0f''(x)>0 이므로 f′(x)f'(x) 가 증가한다. 즉 함수의 기울기가 증가해야 한다. (v)에서는 기울기가 상수이므로 f′′(x)=0f''(x)=0 이다. 따라서 (v)는 아니다. (iii)에서는 기울기가 감소한다. aa 근처에서는 곡선이 상당히 평평하지만(f′(x)f'(x) 가 0에 가깝다) bb 근처에서는 곡선이 매우 가파르게 감소하기(f′(x)f'(x) 가 절댓값이 큰 음수이다) 때문이다. 따라서 (iii)은 이계도함수가 음수이다. 반면 (ii)에서는 곡선이 가파르게 감소하며(f′(x)f'(x) 가 절댓값이 큰 음수이다) 시작하여 점점 더 평평해지므로(f′(x)f'(x) 가 0에 가까워진다) f′(x)f'(x) 는 증가한다. 다시 말해 f′′(x)>0f''(x)>0 이다. 따라서 f′(x)<0f'(x)<0 이고 f′′(x)>0f''(x)>0 인 곡선은 (ii)뿐이다.

원본 교재 풀이(영어)

Since f′(x)<0f'(x)<0, we need a decreasing function. This only applies to (ii), (iii), and (v). Since f′′(x)>0f''(x)>0, that means f′(x)f'(x) is increasing, so the slope of the function must be increasing. In (v), the slope is constant, so f′′(x)=0f''(x)=0–therefore, it's not (v). In (iii), the slope is decreasing, because near aa the curve is quite flat (f′(x)f'(x) near zero) but near bb the curve is very steeply decreasing (f′(x)f'(x) is a large negative number), so (iii) has a negative second derivative. By contrast, in (ii), the line starts out as steeply decreasing (f′(x)f'(x) is a strongly negative number) and becomes flatter and flatter (f′(x)f'(x) nears 0), so f′(x)f'(x) is increasing–in other words, f′′(x)>0f''(x)>0. So, (ii) is the only curve that has f′(x)<0f'(x)<0 and f′′(x)>0f''(x)>0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.14절 · 15번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석도전자동 분류
4.CLP-1 · 3.6절 · 1번우리말 번역

아래 그래프에서 f′′(x)>0f''(x)>0 인 구간(즉, f(x)f(x) 가 아래로 볼록한 구간)과 f′′(x)<0f''(x)<0 인 구간(즉, f(x)f(x) 가 위로 볼록한 구간)을 표시하세요.

그림

영어 원문 보기

On the graph below, mark the intervals where f′′(x)>0f''(x)>0 (i.e. f(x)f(x) is concave up) and where f′′(x)<0f''(x)<0 (i.e. f(x)f(x) is concave down).

figure

정답·풀이 보기

그림

위 그래프에서 아래로 볼록한 부분은 빨간색으로 표시되어 있다. 이 부분은 그래프의 도함수가 증가하는 곳이고, 같은 말로 그래프가 접선들보다 위쪽에 놓이는 곳이며, 더 쉽게 말하면 웃는 얼굴처럼 휘어 있는 곳이다.

위로 볼록한 부분은 파란색으로 표시되어 있다. 이 부분은 그래프의 도함수가 감소하는 곳이고, 같은 말로 그래프가 접선들보다 아래쪽에 놓이는 곳이며, 더 쉽게 말하면 찡그린 얼굴처럼 휘어 있는 곳이다.

원본 교재 풀이(영어)

figure

In the graph above, the concave-up sections are marked in red. These are where the graph has an increasing derivative; equivalently, where the graph lies above its tangent lines; more descriptively, where it curves like a smiley face.

Concave-down sections are marked in blue. These are where the graph has a decreasing derivative; equivalently, where the graph lies below its tangent lines; more descriptively, where it curves like a frowney face.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.6절 · 2번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석기본자동 분류
5.CLP-1 · 3.6절 · 2번우리말 번역

다음 조건을 만족하는 곡선을 그리세요.

  • ∣x∣>5|x|>5 일 때 아래로 볼록,
  • ∣x∣<5|x|<5 일 때 위로 볼록,
  • x<0x<0 일 때 증가,
  • x>0x>0 일 때 감소.
영어 원문 보기

Sketch a curve that is:

  • concave up when ∣x∣>5|x|>5,
  • concave down when ∣x∣<5|x|<5,
  • increasing when x<0x<0, and
  • decreasing when x>0x>0.
정답·풀이 보기

그래프의 가장 기본적인 모양은 마지막 두 조건으로 정해진다.

그림

곡선은 구간 (−5,5)(-5,5) 에서 위로 볼록하므로, 그 구간에서는 찡그린 얼굴(∩) 모양으로 휘게 그린다.

그림

마지막으로 x>5x>5 또는 x<−5x<-5 일 때 곡선은 아래로 볼록해야 하므로, 기본적인 증가/감소 모양은 바꾸지 않은 채 그 구간에서는 웃는 얼굴(∪) 모양으로 휘게 그린다.

그림

이로써 그래프가 완성된다.

원본 교재 풀이(영어)

The most basic shape of the graph is given by the last two bullet points:

figure

The curve is concave down over the interval (−5,5)(-5,5), so let's give it a frowney-face curvature there.

figure

Finally, when x>5x>5 or x<−5x<-5, our curve should be concave up, so let's give it smiley-face curvature there, without changing its basic increasing/decreasing shape.

figure

This finishes our sketch.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.5절 · 18번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석기본자동 분류
6.CLP-1 · 3.6절 · 4번우리말 번역

함수 f(x)=3x5−5x4+13xf(x)=3x^5-5x^4+13x 의 그래프에서 모든 변곡점을 구하세요.

영어 원문 보기

Find all inflection points for the graph of f(x)=3x5−5x4+13xf(x)=3x^5-5x^4+13x.

정답·풀이 보기

변곡점은 f′′(x)f''(x) 의 부호가 바뀌는 곳에서 생긴다. f(x)f(x) 는 다항식이므로 1계도함수와 2계도함수가 모든 곳에서 존재하고, 이들도 다항식이다. 구체적으로,

f(x)=3x5−5x4+13xf′(x)=15x4−20x3+13f′′(x)=60x3−60x2=60x2(x−1)\begin{aligned}f(x)&=3x^5-5x^4+13x\\ f'(x)&=15x^4-20x^3+13\\ f''(x)&=60x^3-60x^2=60x^2(x-1) \end{aligned}

2계도함수는 x<1x<1 에서 음수이고 x>1x>1 에서 양수이다. 따라서 x=1, y=11x=1,\ y=11 에서 볼록한 방향이 위로 볼록과 아래로 볼록 사이에서 바뀐다.

변곡점은 이것뿐이다. f′′(0)=0f''(0)=0 이지만, xx 가 0보다 조금 큰 값이든 조금 작은 값이든 f′′(x)<0f''(x)<0 이므로 x=0x=0 에서는 볼록한 방향이 바뀌지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

Inflection points occur where f′′(x)f''(x) changes sign. Since f(x)f(x) is a polynomial, its first and second derivatives exist everywhere, and are themselves polynomials. In particular,

f(x)=3x5−5x4+13xf′(x)=15x4−20x3+13f′′(x)=60x3−60x2=60x2(x−1)\begin{aligned}f(x)&=3x^5-5x^4+13x\\ f'(x)&=15x^4-20x^3+13\\ f''(x)&=60x^3-60x^2=60x^2(x-1) \end{aligned}

The second derivative is negative for x<1x<1 and positive for x>1x>1. Thus the concavity changes between concave up and concave down at x=1, y=11x=1,\ y=11.

This is the only inflection point. It is true that f′′(0)=0f''(0)=0, but for values of xx both a little larger than and a little smaller than 0, f′′(x)<0f''(x)<0, so the concavity does not change at x=0x=0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.6절 · 1번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석보통자동 분류
7.Active Calculus · 1.6절 · 10번우리말 번역

y=f(x)y = f(x) 가 두 번 미분가능한 함수이고 f′′f'' 이 연속이며, 다음 정보가 알려져 있다고 합시다: f(2)=−3f(2) = -3, f′(2)=1.5f'(2) = 1.5, f′′(2)=−0.25f''(2) = -0.25.

(a) x=2x = 2 근처에서 ff 는 증가하나요, 감소하나요? x=2x = 2 근처에서 ff 는 아래로 볼록인가요, 위로 볼록인가요? (b) f(2.1)f(2.1) 은 −3-3 보다 크다고, −3-3 과 같다고, 아니면 −3-3 보다 작다고 예상하나요? 그 이유는 무엇인가요? (c) f′(2.1)f'(2.1) 은 1.51.5 보다 크다고, 1.51.5 와 같다고, 아니면 1.51.5 보다 작다고 예상하나요? 그 이유는 무엇인가요? (d) (2,f(2))(2,f(2)) 근처에서 y=f(x)y = f(x) 의 그래프를 그리고, 접선의 그래프도 함께 그리세요.

영어 원문 보기

Suppose that y=f(x)y = f(x) is a twice-differentiable function such that f′′f'' is continuous for which the following information is known: f(2)=−3f(2) = -3, f′(2)=1.5f'(2) = 1.5, f′′(2)=−0.25f''(2) = -0.25.

(a) Is ff increasing or decreasing near x=2x = 2? Is ff concave up or concave down near x=2x = 2? (b) Do you expect f(2.1)f(2.1) to be greater than −3-3, equal to −3-3, or less than −3-3? Why? (c) Do you expect f′(2.1)f'(2.1) to be greater than 1.51.5, equal to 1.51.5, or less than 1.51.5? Why? (d) Sketch a graph of y=f(x)y = f(x) near (2,f(2))(2,f(2)) and include a graph of the tangent line.

정답·풀이 보기

(a) f′(2)f'(2) 가 양수이므로 ff 는 x=2x=2 근처에서 증가하고, f′′(2)f''(2) 가 음수이므로 ff 는 x=2x=2 근처에서 위로 볼록이다. (b) f(2)=−3f(2) = -3 이 주어져 있다. ff 가 x=2x=2 에서 증가하므로 f(2.1)f(2.1) 은 f(2)=−3f(2) = -3 보다 클 것으로 예상된다. (c) f′′(2)f''(2) 가 음수이므로 f′f' 은 2 근처에서 감소한다. 따라서 f′(2.1)f'(2.1) 은 f′(2)=1.5f'(2) = 1.5 보다 작을 것으로 예상된다. (d) 다음 그림은 점 (2,−3)(2,-3) 을 순간변화율 f′(2)=1.5f'(2) = 1.5 로 지나고, x=2x = 2 에서의 이계도함수가 음수가 되는 함수 ff 의 그래프로 가능한 한 예이다. f(2) = -3, f&#39;(2) = 1.5, f&#39;&#39;(2) = -0.25 인 성질을 갖는 함수 f 의 그래프이다. 곡선 위의 점 (2,-3)에서의 접선의 그래프도 함께 나타나 있다. 이 특정한 예시 함수 f 의 그래프는

원본 교재 풀이(영어)

(a) Since f′(2)f'(2) is positive, ff is increasing near x=2x=2, and since f′′(2)f''(2) is negative, ff is concave down near x=2x=2. (b) We are given that f(2)=−3f(2) = -3. Since ff is increasing at x=2x=2, we expect f(2.1)f(2.1) to be greater than f(2)=−3f(2) = -3. (c) Since f′′(2)f''(2) is negative, we also know that f′f' is decreasing near 22. Thus, we expect that f′(2.1)f'(2.1) will be less than f′(2)=1.5f'(2) = 1.5. (d) In the following figure, we see a possible graph of a function ff that passes through the point (2,−3)(2,-3) at an instantaneous rate of f′(2)=1.5f'(2) = 1.5 and in such a way that its second derivative at x=2x = 2 is negative. A plot of a function f with the properties that f(2) = -3, f&#39;(2) = 1.5, f&#39;&#39;(2) = -0.25; a plot of the tangent line to the curve at (2,-3) is also shown. The graph of this particular example function f

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 1.6절 · 13번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
8.Active Calculus · 1.6절 · 12번우리말 번역

번지점프를 하는 사람의 높이 hh (피트 단위)가 시각 tt (초 단위)에 따라 변하는 모습이 다음 표에 일부 주어져 있다.

tt 0.00.0 0.50.5 1.01.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 3.03.0 3.53.5 4.04.0 4.54.5 5.05.0
h(t)h(t) 200200 184.2184.2 159.9159.9 131.9131.9 104.7104.7 81.881.8 65.565.5 56.856.8 55.555.5 60.460.4 69.869.8
--- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---
h(t)h(t) 81.681.6 93.793.7 104.4104.4 112.6112.6 117.7117.7 119.4119.4 118.2118.2 114.8114.8 110.0110.0 104.7104.7

(a) 주어진 자료를 이용하여 h′(4.5)h'(4.5), h′(5)h'(5), h′(5.5)h'(5.5) 를 어림하세요. 이 시각들 중 번지점프를 하는 사람이 가장 빠르게 올라가는 때는 언제인지 구하세요. (b) 주어진 자료와 (a)의 결과를 이용하여 h′′(5)h''(5) 를 어림하세요. (c) h′′(5)h''(5) 의 값은 번지점프를 하는 사람의 어떤 물리량을 나타내는지 설명하세요. 그 단위는 무엇인지 구하세요. (d) 자료를 바탕으로, 함수 y=h(t)y = h(t) 가 위로 볼록한 시간 구간은 대략 어디인지 구하세요. 이 시간 구간에서 번지점프를 하는 사람의 속도는 어떻게 변하는지 설명하세요.

영어 원문 보기

A bungee jumper's height hh (in feet ) at time tt (in seconds) is given in part by the table:

tt 0.00.0 0.50.5 1.01.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 3.03.0 3.53.5 4.04.0 4.54.5 5.05.0
h(t)h(t) 200200 184.2184.2 159.9159.9 131.9131.9 104.7104.7 81.881.8 65.565.5 56.856.8 55.555.5 60.460.4 69.869.8
--- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---
h(t)h(t) 81.681.6 93.793.7 104.4104.4 112.6112.6 117.7117.7 119.4119.4 118.2118.2 114.8114.8 110.0110.0 104.7104.7

(a) Use the given data to estimate h′(4.5)h'(4.5), h′(5)h'(5), and h′(5.5)h'(5.5). At which of these times is the bungee jumper rising most rapidly? (b) Use the given data and your work in (a) to estimate h′′(5)h''(5). (c) What physical property of the bungee jumper does the value of h′′(5)h''(5) measure? What are its units? (d) Based on the data, on what approximate time intervals is the function y=h(t)y = h(t) concave down? What is happening to the velocity of the bungee jumper on these time intervals?

정답·풀이 보기

(a) 요청된 미분계수를 어림하기 위해 중심차분을 사용한다. 따라서 h′(4.5)≈h(5)−h(4)5−4=69.8−55.51=14.3h′(5)≈h(5.5)−h(4.5)5.5−4.4=81.6−60.41=21.2h′(5.5)≈h(6)−h(5)6−5=93.7−69.81=23.9\begin{aligned}h'(4.5) &\approx \frac{h(5)-h(4)}{5-4} = \frac{69.8 - 55.5}{1} = 14.3 \\ h'(5) &\approx \frac{h(5.5)-h(4.5)}{5.5-4.4} = \frac{81.6 - 60.4}{1} = 21.2 \\ h'(5.5) &\approx \frac{h(6)-h(5)}{6-5} = \frac{93.7 - 69.8}{1} = 23.9\end{aligned} 번지점프를 하는 사람은 t=5.5t = 5.5 일 때 약 23.923.9 피트/초의 속도로 가장 빠르게 올라간다. (b) 다시 중심차분을 사용하여 이번에는 h′′(5)h''(5) 를 어림한다. 다음을 보면 h′′(5)≈h′(5.5)−h′(4.5)5.5−4.5=23.9−14.31=9.6h''(5) \approx \frac{h'(5.5) - h'(4.5)}{5.5-4.5} = \frac{23.9 - 14.3}{1} = 9.6 이다. (c) h′′(5)h''(5) 는 t=5t = 5 일 때 번지점프를 하는 사람의 가속도를 나타낸다. 따라서 t=5t = 5 일 때 그 사람의 가속도는 약 9.69.6 피트/초²임을 알 수 있다. 이는 점프하는 사람의 속도의 순간변화율을 나타낸다. (d) 번지점프를 하는 사람의 위치 함수는 대략 구간 0<t<20 < t < 2, 6<t<106 < t < 10 에서 위로 볼록하다. 이는 엑셀 같은 프로그램으로 자료를 그래프로 나타내면 가장 쉽게 확인할 수 있다. 이 시간 구간에서는 점프하는 사람의 속도가 감소한다. 즉, 속도가 양수이면서 덜 양수가 되거나, 음수이면서 더 음수가 된다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) We will use central differences to estimate the requested derivatives. Thus, h′(4.5)≈h(5)−h(4)5−4=69.8−55.51=14.3h′(5)≈h(5.5)−h(4.5)5.5−4.4=81.6−60.41=21.2h′(5.5)≈h(6)−h(5)6−5=93.7−69.81=23.9\begin{aligned}h'(4.5) &\approx \frac{h(5)-h(4)}{5-4} = \frac{69.8 - 55.5}{1} = 14.3 \\ h'(5) &\approx \frac{h(5.5)-h(4.5)}{5.5-4.4} = \frac{81.6 - 60.4}{1} = 21.2 \\ h'(5.5) &\approx \frac{h(6)-h(5)}{6-5} = \frac{93.7 - 69.8}{1} = 23.9\end{aligned} The bungee jumper is rising most rapidly at t=5.5t = 5.5, at a rate of about 23.923.9 feet per second. (b) We again use a central difference, this time to estimate h′′(5)h''(5). Observe that h′′(5)≈h′(5.5)−h′(4.5)5.5−4.5=23.9−14.31=9.6h''(5) \approx \frac{h'(5.5) - h'(4.5)}{5.5-4.5} = \frac{23.9 - 14.3}{1} = 9.6 (c) h′′(5)h''(5) measures the acceleration of the bungee jumper at t=5t = 5. Thus we know that the person's acceleration at t=5t = 5 is about 9.69.6 feet per second per second. This measures the instantaneous rate of change of the jumper's velocity. (d) The bungee jumper's position function is concave down on approximately the intervals 0<t<20 < t < 2, 6<t<106 < t < 10. This is easiest to see if we plot the data using a program like Excel. On these time intervals, the velocity of the jumper is decreasing: either the velocity is positive and getting less positive, or negative and getting more negative.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.6절 · 4번
# 이계도함수와 오목·볼록그래프·표 해석자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
9.Active Calculus · 1.6절 · 13번우리말 번역

다음 각 조건에 대하여, 구간 −3<x<3-3 < x < 3 에서 주어진 성질을 만족하는 함수의 그래프를 가능한 한 가지 그리세요.

(a) ff 가 −3<x<3-3 < x < 3 에서 증가하고, −3<x<0-3 < x < 0 에서 아래로 볼록하며, 0<x<30 < x < 3 에서 위로 볼록한 y=f(x)y = f(x). (b) gg 가 −3<x<3-3 < x < 3 에서 증가하고, −3<x<0-3 < x < 0 에서 위로 볼록하며, 0<x<30 < x < 3 에서 아래로 볼록한 y=g(x)y = g(x). (c) hh 가 −3<x<3-3 < x < 3 에서 감소하고, −3<x<−1-3 < x < -1 에서 아래로 볼록하며, −1<x<1-1 < x < 1 에서 아래로 볼록도 위로 볼록도 아니고, 1<x<31 < x < 3 에서 위로 볼록한 y=h(x)y = h(x). (d) pp 가 −3<x<0-3 < x < 0 에서 감소하면서 위로 볼록하고, 0<x<30 < x < 3 에서 증가하면서 위로 볼록한 y=p(x)y = p(x).

영어 원문 보기

For each prompt that follows, sketch a possible graph of a function on the interval −3<x<3-3 < x < 3 that satisfies the stated properties.

(a) y=f(x)y = f(x) such that ff is increasing on −3<x<3-3 < x < 3, concave up on −3<x<0-3 < x < 0, and concave down on 0<x<30 < x < 3. (b) y=g(x)y = g(x) such that gg is increasing on −3<x<3-3 < x < 3, concave down on −3<x<0-3 < x < 0, and concave up on 0<x<30 < x < 3. (c) y=h(x)y = h(x) such that hh is decreasing on −3<x<3-3 < x < 3, concave up on −3<x<−1-3 < x < -1, neither concave up nor concave down on −1<x<1-1 < x < 1, and concave down on 1<x<31 < x < 3. (d) y=p(x)y = p(x) such that pp is decreasing and concave down on −3<x<0-3 < x < 0 and is increasing and concave down on 0<x<30 < x < 3.

정답·풀이 보기

(a) 함수가 증가할 때 그래프는 xx 가 증가함에 따라 올라가고, 함수가 아래로 볼록하다는 것은 그래프가 그릇 모양이라는 뜻이다. 구간 (−3,0)(-3,0) 에서 증가하며 아래로 볼록한 함수 ff 의 그래프는 다음 그림과 같다. 함수가 위로 볼록할 때 그래프는 뒤집힌 그릇 모양이다. 그림의 함수 ff 는 구간 (0,3)(0,3) 에서 증가하며 위로 볼록하다. ff 는 전체 구간 (−3,3)(-3,3) 에서도 증가함에 유의한다. 문제에서 주어진 조건을 만족하는 그래프이다. 이 함수는 f(x) = sqrt 3 x 와 비슷한 모양이다. (b) 함수가 증가할 때 그래프는 xx 가 증가함에 따라 올라가고, 함수가 위로 볼록하다는 것은 그래프가 뒤집힌 그릇 모양이라는 뜻이다. 구간 (−3,0)(-3,0) 에서 증가하며 위로 볼록한 함수 gg 의 그래프는 아래 그림과 같다. 함수가 아래로 볼록할 때 그래프는 그릇 모양이다. 그림의 함수 gg 는 구간 (0,3)(0,3) 에서 증가하며 아래로 볼록하다. gg 는 전체 구간 (−3,3)(-3,3) 에서도 증가함에 유의한다. 문제에서 주어진 조건을 만족하는 그래프이다. 이 함수는 f(x) = x 3 과 비슷한 모양이다. (c) 함수가 감소할 때 그래프는 xx 가 증가함에 따라 내려가고, 함수가 아래로 볼록하다는 것은 그래프가 그릇 모양이라는 뜻이다. 구간 (−3,−1)(-3,-1) 에서 감소하며 아래로 볼록한 함수 hh 의 그래프는 아래 그림과 같다. 아래로 볼록도 위로 볼록도 아니려면 그래프가 직선이어야 하므로, 다음 그림에서 hh 의 그래프는 (−1,1)(-1,1) 에서 직선이다. 함수가 위로 볼록할 때 그래프는 뒤집힌 그릇 모양이다. 그림의 함수 hh 는 구간 (1,3)(1,3) 에서 감소하며 위로 볼록하다. hh 는 전체 구간 (−3,3)(-3,3) 에서 감소함에 유의한다. 문제에서 주어진 조건을 만족하는 그래프이다. 이 함수는 x lt -1 또는 x gt 1 일 때 f(x) = -x 3 과 비슷한 모양이다. 구간 -1 le x le 1 에서 이 함수는 직선이며, 이 직선은 다음 두 점을 잇는다. (d) 함수가 감소할 때 그래프는 xx 가 증가함에 따라 내려가고, 함수가 위로 볼록하다는 것은 그래프가 뒤집힌 그릇 모양이라는 뜻이다. 구간 (−3,0)(-3,0) 에서 감소하며 위로 볼록한 함수 pp 의 그래프는 아래 그림과 같다. 함수가 증가할 때 그래프는 xx 가 증가함에 따라 올라간다. 그림의 함수 pp 는 구간 (0,3)(0,3) 에서 증가하며 위로 볼록하다. 문제에서 주어진 조건을 만족하는 그래프이다. 이 함수는 아래로 열린 두 포물선이 (0,-1.5) 의 뾰족한 점에서 만나는 모양이다. 왼쪽 포물선은 꼭짓점이 (-3,3) 에 있고, 그

원본 교재 풀이(영어)

(a) When a function is increasing, its graph rises as xx increases, and when a function is concave up, that means the graph of the function looks bowl-shaped. A graph of an increasing, concave up function ff on the interval (−3,0)(-3,0) is shown in the following figure. When a function is concave down, its graph looks like an upside down bowl. The function ff in the figure is increasing and concave down on the interval (0,3)(0,3) Note that ff is also increasing on the entire interval (−3,3)(-3,3). A graph that meets the stated criteria of the exercise. This function looks like f(x) = sqrt 3 x . (b) When a function is increasing, its graph rises as xxincreases, and when a function is concave down, that means the graph of the function looks like an upside down bowl. A graph of an increasing, concave down function gg on the interval (−3,0)(-3,0) is shown in the figure below. When a function is concave up, its graph looks like a bowl. The function gg in the figure is increasing and concave up on the interval (0,3)(0,3). Note that gg is also increasing on the entire interval (−3,3)(-3,3). A graph that meets the stated criteria of the exercise. This function looks like f(x) = x 3. (c) When a function is decreasing, its graph falls as xx increases, and when a function is concave up, that means the graph of the function looks bowl-shaped. A graph of a decreasing, concave up function hh on the interval (−3,−1)(-3,-1)is shown in the figure below. To be neither concave up or concave down, a graph has to be linear, so the graph of hh in the following figure is a straight line on (−1,1)(-1,1). When a function is concave down, its graph looks like an upside down bowl. The function hh in the figure is decreasing and concave down on the interval (1,3)(1,3). Note that hh is decreasing on the entire interval (−3,3)(-3,3). A graph that meets the stated criteria of the exercise. This function looks like f(x) = -x 3 provided that x lt -1 or x gt 1. On the interval -1 le x le 1, the function is a straight line that joins t (d) When a function is decreasing, its graph falls as xx increases, and when a function is concave down, that means the graph of the function looks like an upside down bowl. A graph of a decreasing, concave down function pp on the interval (−3,0)(-3,0) is shown in the figure below. When a function is increasing, its graph rises as xx increases. The function pp in the figure is increasing and concave down on the interval (0,3)(0,3). A graph that meets the stated criteria of the exercise. This function looks like two downward-opening parabolas that meet at a corner point at (0,-1.5). The left parabola has its vertex at (-3,3); the

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 1.6절 · 12번
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