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

11문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 1권 · 3.8절 · 10번우리말 풀이

다음 문제에서 음함수의 미분법을 써서 dydx\frac{dy}{dx} 를 구하세요.

x3y+xy3=−8{x}^{3}y+x{y}^{3}=-8

영어 원문 보기

For the following exercises, use implicit differentiation to find dydx.\frac{dy}{dx}.

x3y+xy3=−8{x}^{3}y+x{y}^{3}=-8

풀이 보기

y 를 x 의 함수로 보고 양변을 x 로 미분한 뒤, dydx\frac{dy}{dx} 가 들어 있는 항만 모아 정리해요.

  1. 1

    왜 이렇게 할까요? 식이 y=⋯y=\cdots 꼴이 아니어서 바로 미분할 수 없어요. 그래서 yy 를 xx 의 함수로 생각하고 양변을 xx 에 대해 미분해요. yy 가 들어간 항은 연쇄법칙 때문에 dydx\frac{dy}{dx} 가 하나씩 붙어요.

  2. 2

    각 항을 곱의 미분법으로 미분해요. x3yx^3y 는 x3x^3 과 yy 의 곱이므로 ddx(x3y)=3x2y+x3dydx\frac{d}{dx}(x^3y)=3x^2y+x^3\frac{dy}{dx} 이고, xy3xy^3 은 ddx(xy3)=y3+x⋅3y2dydx\frac{d}{dx}(xy^3)=y^3+x\cdot 3y^2\frac{dy}{dx} 예요. 우변 −8-8 은 상수이므로 미분하면 00 이에요.

  3. 3

    미분한 식을 합쳐요. 3x2y+x3dydx+y3+3xy2dydx=03x^2y+x^3\frac{dy}{dx}+y^3+3xy^2\frac{dy}{dx}=0

  4. 4

    dydx\frac{dy}{dx} 가 있는 항끼리 모아요. 없는 항은 우변으로 넘겨요. (x3+3xy2)dydx=−3x2y−y3(x^3+3xy^2)\frac{dy}{dx}=-3x^2y-y^3

  5. 5

    양변을 x3+3xy2x^3+3xy^2 으로 나눠요. dydx=−3x2y−y3x3+3xy2\frac{dy}{dx}=\frac{-3x^2y-y^3}{x^3+3xy^2}

답

dydx=−3x2y−y3x3+3xy2\frac{dy}{dx}=\dfrac{-3x^2y-y^3}{x^3+3xy^2}

자주 하는 실수

곱의 미분법을 쓸 때 y3y^3 을 미분하면서 3y23y^2 뒤에 dydx\frac{dy}{dx} 를 붙이는 것을 잊어요.

원본 교재 풀이(영어)

dydx=−3x2y−y3x3+3xy2\frac{dy}{dx}=\frac{-3{x}^{2}y-{y}^{3}}{{x}^{3}+3x{y}^{2}}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.6절 · 1번
# 음함수의 미분법계산보통
2.CLP-1 · 2.11절 · 4번우리말 번역

xy+ex+ey=1xy + e^x + e^y = 1 일 때, dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 를 구하세요.

영어 원문 보기

Find dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} if xy+ex+ey=1xy + e^x + e^y = 1.

정답·풀이 보기

yy 는 xx 의 함수임을 기억하자. 먼저 음함수 미분을 한다.

xy+ex+ey=1y+xdydx+ex+eydydx=0이제, dydx 에 대해 푼다.xdydx+eydydx=−(ex+y)(x+ey)dydx=−(ex+y)dydx=−ex+yey+x\begin{aligned} xy + e^x + e^y &= 1\\ y+x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+e^x+e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{이제, $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 에 대해 푼다.} \\ x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-(e^x+y)\\ (x+e^y)\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-(e^x+y)\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{e^x+y}{e^y+x} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Remember that yy is a function of xx. We begin with implicit differentiation.

xy+ex+ey=1y+xdydx+ex+eydydx=0Now, we solve for dydx.xdydx+eydydx=−(ex+y)(x+ey)dydx=−(ex+y)dydx=−ex+yey+x\begin{aligned} xy + e^x + e^y &= 1\\ y+x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+e^x+e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{Now, we solve for $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$.} \\ x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-(e^x+y)\\ (x+e^y)\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-(e^x+y)\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{e^x+y}{e^y+x} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 12번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
3.CLP-1 · 2.11절 · 5번우리말 번역

ey=xy2+xe^y=xy^2+x 일 때, dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 를 구하세요.

영어 원문 보기

If ey=xy2+xe^y=xy^2+x, compute dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

정답·풀이 보기

등식의 양변을 xx 에 대해 미분한다.

eydydx=x⋅2ydydx+y2+1이제, 도함수를 한쪽으로 모아 푼다.eydydx−2xydydx=y2+1dydx(ey−2xy)=y2+1dydx=y2+1ey−2xy\begin{aligned} e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=x\cdot2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+y^2+1 \\ \text{이제, 도함수를 한쪽으로 모아 푼다.} \\ e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}-2xy\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=y^2+1\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\left(e^y-2xy\right)&=y^2+1\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=\frac{y^2+1}{e^y-2xy} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Differentiate both sides of the equation with respect to xx:

eydydx=x⋅2ydydx+y2+1Now, get the derivative on one side and solveeydydx−2xydydx=y2+1dydx(ey−2xy)=y2+1dydx=y2+1ey−2xy\begin{aligned} e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=x\cdot2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}+y^2+1 \\ \text{Now, get the derivative on one side and solve} \\ e^y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}-2xy\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=y^2+1\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\left(e^y-2xy\right)&=y^2+1\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=\frac{y^2+1}{e^y-2xy} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 11번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
4.CLP-1 · 2.11절 · 6번우리말 번역

x2tan⁡(πy/4)+2xlog⁡(y)=16x^2\tan(\pi y/4)+2x\log(y) = 16 일 때, y=1y=1 인 점에서 y′y' 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

If x2tan⁡(πy/4)+2xlog⁡(y)=16x^2\tan(\pi y/4)+2x\log(y) = 16, then find y′y' at the points where y=1y=1.

정답·풀이 보기
  • 먼저 y=1y=1 일 때의 xx 좌표를 구한다.

x2tan⁡(π4)+2xlog⁡(1)=16x2⋅1+2x⋅0=16x2=16\begin{aligned} x^2\tan\left(\frac{\pi}{4}\right)+2x\log(1) &= 16 \\ x^2\cdot 1 +2x\cdot 0 &=16\\ x^2 &= 16\\ \end{aligned}

따라서 x=±4x=\pm 4 이다.

  • 이제 음함수 미분을 이용하여 y′y' 을 x,yx,y 로 나타낸다.

x2tan⁡(πy/4)+2xlog⁡(y)=162xtan⁡(πy/4)+x2π4sec⁡2(πy/4)⋅y′+2log⁡(y)+2xy⋅y′=0 .\begin{aligned} x^2\tan(\pi y/4)+2x\log(y) &= 16\\ 2x\tan(\pi y/4) + x^2 \frac{\pi}{4}\sec^2(\pi y/4)\cdot y' + 2\log(y) + \frac{2x}{y} \cdot y' &= 0\,.\\ \end{aligned}

  • 이제 y=1y=1 을 대입하고 tan⁡(π/4)=1 ,sec⁡(π/4)=2\tan(\pi/4)=1\,, \sec(\pi/4)=\sqrt{2} 를 이용하면 다음을 얻는다.

2xtan⁡(π/4)+x2π4sec⁡2(π/4)y′+2log⁡(1)+2x⋅y′=02x+π2x2y′+2xy′=0y′=−2xx2π/2+2x=−4πx+4\begin{aligned} 2x\tan(\pi/4) + x^2 \frac{\pi}{4} \sec^2(\pi/4)y' + 2\log(1) + 2x\cdot y' &= 0\\ 2x + \frac{\pi}{2} x^2 y' +2x y' &= 0 \\ y' = -\frac{2x}{x^2 \pi/2 + 2x} &= -\frac{4}{\pi x + 4} \\ \end{aligned}

  • 따라서 (x,y)=(4,1)(x,y)=(4,1) 에서 y′=−44π+4=−1π+1y' = -\dfrac{4}{4\pi+4} = -\dfrac{1}{\pi + 1} 이다.
  • 그리고 (x,y)=(−4,1)(x,y)=(-4,1) 에서 y′=1π−1y' = \dfrac{1}{\pi-1} 이다.
원본 교재 풀이(영어)
  • First we find the xx-coordinates where y=1y=1.

x2tan⁡(π4)+2xlog⁡(1)=16x2⋅1+2x⋅0=16x2=16\begin{aligned} x^2\tan\left(\frac{\pi}{4}\right)+2x\log(1) &= 16 \\ x^2\cdot 1 +2x\cdot 0 &=16\\ x^2 &= 16\\ \end{aligned}

So x=±4x=\pm 4.

  • Now we use implicit differentiation to get y′y' in terms of x,yx,y:

x2tan⁡(πy/4)+2xlog⁡(y)=162xtan⁡(πy/4)+x2π4sec⁡2(πy/4)⋅y′+2log⁡(y)+2xy⋅y′=0 .\begin{aligned} x^2\tan(\pi y/4)+2x\log(y) &= 16\\ 2x\tan(\pi y/4) + x^2 \frac{\pi}{4}\sec^2(\pi y/4)\cdot y' + 2\log(y) + \frac{2x}{y} \cdot y' &= 0\,.\\ \end{aligned}

  • Now set y=1y=1 and use tan⁡(π/4)=1 ,sec⁡(π/4)=2\tan(\pi/4)=1\,, \sec(\pi/4)=\sqrt{2} to get

2xtan⁡(π/4)+x2π4sec⁡2(π/4)y′+2log⁡(1)+2x⋅y′=02x+π2x2y′+2xy′=0y′=−2xx2π/2+2x=−4πx+4\begin{aligned} 2x\tan(\pi/4) + x^2 \frac{\pi}{4} \sec^2(\pi/4)y' + 2\log(1) + 2x\cdot y' &= 0\\ 2x + \frac{\pi}{2} x^2 y' +2x y' &= 0 \\ y' = -\frac{2x}{x^2 \pi/2 + 2x} &= -\frac{4}{\pi x + 4} \\ \end{aligned}

  • So at (x,y)=(4,1)(x,y)=(4,1) we have y′=−44π+4=−1π+1y' = -\dfrac{4}{4\pi+4} = -\dfrac{1}{\pi + 1}
  • and at (x,y)=(−4,1)(x,y)=(-4,1) we have y′=1π−1y' = \dfrac{1}{\pi-1}
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 10번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
5.CLP-1 · 2.11절 · 7번우리말 번역

x3+y4=cos⁡(x2+y)x^3+y^4 = \cos(x^2+y) 일 때, dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 를 구하세요.

영어 원문 보기

If x3+y4=cos⁡(x2+y)x^3+y^4 = \cos(x^2+y) compute dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

등식을 미분하여 푼다.

3x2+4y3dydx=−sin⁡(x2+y)⋅(2x+dydx)dydx=−2xsin⁡(x2+y)+3x24y3+sin⁡(x2+y)\begin{aligned} 3x^2 + 4y^3 \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= -\sin(x^2+y) \cdot\left(2x + \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right) \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= -\frac{2x\sin(x^2+y)+3x^2}{4y^3+\sin(x^2+y)} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Differentiate the equation and solve:

3x2+4y3dydx=−sin⁡(x2+y)⋅(2x+dydx)dydx=−2xsin⁡(x2+y)+3x24y3+sin⁡(x2+y)\begin{aligned} 3x^2 + 4y^3 \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= -\sin(x^2+y) \cdot\left(2x + \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right) \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= -\frac{2x\sin(x^2+y)+3x^2}{4y^3+\sin(x^2+y)} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.8절 · 28번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
6.CLP-1 · 2.11절 · 8번우리말 번역

x2ey+4xcos⁡(y)=5x^2e^y + 4x\cos(y) = 5 이면, y=0y=0 인 점에서 y′y' 을 구하세요.

영어 원문 보기

If x2ey+4xcos⁡(y)=5x^2e^y + 4x\cos(y) = 5, then find y′y' at the points where y=0y=0.

정답·풀이 보기
  • 먼저 y=0y=0 인 xx 좌표를 구한다.

x2e0+4xcos⁡(0)=5x2+4x−5=0(x+5)(x−1)=0\begin{aligned} x^2e^0+4x\cos(0) &= 5 \\ x^2 +4x - 5 &=0\\ (x+5)(x-1)&=0 \end{aligned}

따라서 x=1,−5x=1,-5 이다.

  • 이제 음함수 미분을 이용하여 y′y' 을 x,yx,y 로 나타내면 다음과 같다.

x2ey+4xcos⁡(y)=5양변을 미분x2⋅ey⋅y′+2xey+4x(−sin⁡(y))⋅y′+4cos⁡(y)=0\begin{aligned} x^2e^y+4x\cos(y) &= 5 & \text{양변을 미분} \\ x^2 \cdot e^y \cdot y' + 2x e^y + 4x(-\sin(y)) \cdot y' + 4\cos(y) &= 0 \end{aligned}

  • 이제 y=0y=0 을 대입하면

x2⋅e0⋅y′+2xe0+4x(−sin⁡(0))⋅y′+4cos⁡(0)=0x2y′+2x+4=0y′=−4+2xx2.\begin{aligned} x^2 \cdot e^0 \cdot y' + 2x e^0 + 4x(-\sin(0)) \cdot y' + 4\cos(0) &= 0 \\ x^2y' + 2x + 4 &=0 \\ y' &= - \frac{4+2x}{x^2}. \end{aligned}

  • 따라서 (x,y)=(1,0)(x,y)=(1,0) 에서 y′=−6y' = -6 이고,
  • (x,y)=(−5,0)(x,y)=(-5,0) 에서 y′=625y' = \frac{6}{25} 이다.
원본 교재 풀이(영어)
  • First we find the xx-coordinates where y=0y=0.

x2e0+4xcos⁡(0)=5x2+4x−5=0(x+5)(x−1)=0\begin{aligned} x^2e^0+4x\cos(0) &= 5 \\ x^2 +4x - 5 &=0\\ (x+5)(x-1)&=0 \end{aligned}

So x=1,−5x=1,-5.

  • Now we use implicit differentiation to get y′y' in terms of x,yx,y:

x2ey+4xcos⁡(y)=5differentiate both sidesx2⋅ey⋅y′+2xey+4x(−sin⁡(y))⋅y′+4cos⁡(y)=0\begin{aligned} x^2e^y+4x\cos(y) &= 5 & \text{differentiate both sides} \\ x^2 \cdot e^y \cdot y' + 2x e^y + 4x(-\sin(y)) \cdot y' + 4\cos(y) &= 0 \end{aligned}

  • Now set y=0y=0 to get

x2⋅e0⋅y′+2xe0+4x(−sin⁡(0))⋅y′+4cos⁡(0)=0x2y′+2x+4=0y′=−4+2xx2.\begin{aligned} x^2 \cdot e^0 \cdot y' + 2x e^0 + 4x(-\sin(0)) \cdot y' + 4\cos(0) &= 0 \\ x^2y' + 2x + 4 &=0 \\ y' &= - \frac{4+2x}{x^2}. \end{aligned}

  • So at (x,y)=(1,0)(x,y)=(1,0) we have y′=−6y' = -6,
  • and at (x,y)=(−5,0)(x,y)=(-5,0) we have y′=625y' = \frac{6}{25}.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 9번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
7.CLP-1 · 2.11절 · 9번우리말 번역

x2+y2=sin⁡(x+y)x^2+y^2 = \sin(x+y) 일 때 dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 를 구하세요.

영어 원문 보기

If x2+y2=sin⁡(x+y)x^2+y^2 = \sin(x+y) compute dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

정답·풀이 보기

방정식을 미분하여 푼다.

2x+2ydydx=cos⁡(x+y)⋅(1+dydx)dydx=cos⁡(x+y)−2x2y−cos⁡(x+y)\begin{aligned} 2x + 2y \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= \cos(x+y) \cdot\left(1 + \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right) \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= \frac{\cos(x+y)-2x}{2y-\cos(x+y)} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Differentiate the equation and solve:

2x+2ydydx=cos⁡(x+y)⋅(1+dydx)dydx=cos⁡(x+y)−2x2y−cos⁡(x+y)\begin{aligned} 2x + 2y \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= \cos(x+y) \cdot\left(1 + \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\right) \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} &= \frac{\cos(x+y)-2x}{2y-\cos(x+y)} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.6절 · 26번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
8.CLP-1 · 2.11절 · 10번우리말 번역

x2cos⁡(y)+2xey=8x^2\cos(y)+2xe^y = 8 이면, y=0y=0 인 점에서 y′y' 을 구하세요.

영어 원문 보기

If x2cos⁡(y)+2xey=8x^2\cos(y)+2xe^y = 8, then find y′y' at the points where y=0y=0.

정답·풀이 보기
  • 먼저 y=0y=0 인 xx 좌표를 구한다.

x2cos⁡(0)+2xe0=8x2+2x−8=0(x+4)(x−2)=0\begin{aligned} x^2\cos(0)+2xe^0 &= 8 \\ x^2 +2x - 8 &=0\\ (x+4)(x-2)&=0 \end{aligned}

따라서 x=2,−4x=2,-4 이다.

  • 이제 음함수 미분을 이용하여 y′y' 을 x,yx,y 로 나타내면 다음과 같다.

x2cos⁡(y)+2xey=8양변을 미분x2⋅(−sin⁡y)⋅y′+2xcos⁡y+2xey⋅y′+2ey=0\begin{aligned} x^2\cos(y)+2xe^y &= 8 & \text{양변을 미분} \\ x^2 \cdot (-\sin y) \cdot y' + 2x \cos y + 2xe^y \cdot y' + 2e^y &= 0 \end{aligned}

  • 이제 y=0y=0 을 대입하면

x2⋅(−sin⁡0)⋅y′+2xcos⁡0+2xe0⋅y′+2e0=00+2x+2xy′+2=0y′=−2+2x2x=−1+xx\begin{aligned} x^2 \cdot (-\sin 0) \cdot y' + 2x \cos 0 + 2xe^0 \cdot y' + 2e^0 &= 0 \\ 0 + 2x + 2xy' + 2 &=0 \\ y' &= - \frac{2+2x}{2x} = -\frac{1+x}{x} \end{aligned}

  • 따라서 (x,y)=(2,0)(x,y)=(2,0) 에서 y′=−32y' = -\frac{3}{2} 이고,
  • (x,y)=(−4,0)(x,y)=(-4,0) 에서 y′=−34y' = -\frac{3}{4} 이다.
원본 교재 풀이(영어)
  • First we find the xx-coordinates where y=0y=0.

x2cos⁡(0)+2xe0=8x2+2x−8=0(x+4)(x−2)=0\begin{aligned} x^2\cos(0)+2xe^0 &= 8 \\ x^2 +2x - 8 &=0\\ (x+4)(x-2)&=0 \end{aligned}

So x=2,−4x=2,-4.

  • Now we use implicit differentiation to get y′y' in terms of x,yx,y:

x2cos⁡(y)+2xey=8differentiate both sidesx2⋅(−sin⁡y)⋅y′+2xcos⁡y+2xey⋅y′+2ey=0\begin{aligned} x^2\cos(y)+2xe^y &= 8 & \text{differentiate both sides} \\ x^2 \cdot (-\sin y) \cdot y' + 2x \cos y + 2xe^y \cdot y' + 2e^y &= 0 \end{aligned}

  • Now set y=0y=0 to get

x2⋅(−sin⁡0)⋅y′+2xcos⁡0+2xe0⋅y′+2e0=00+2x+2xy′+2=0y′=−2+2x2x=−1+xx\begin{aligned} x^2 \cdot (-\sin 0) \cdot y' + 2x \cos 0 + 2xe^0 \cdot y' + 2e^0 &= 0 \\ 0 + 2x + 2xy' + 2 &=0 \\ y' &= - \frac{2+2x}{2x} = -\frac{1+x}{x} \end{aligned}

  • So at (x,y)=(2,0)(x,y)=(2,0) we have y′=−32y' = -\frac{3}{2},
  • and at (x,y)=(−4,0)(x,y)=(-4,0) we have y′=−34y' = -\frac{3}{4}.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 7번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
9.CLP-1 · 2.11절 · 11번우리말 번역

타원 x2+3y2=1x^2+3y^2=1 위의 어느 점에서 접선이 직선 y=xy=x 와 평행합니까?

영어 원문 보기

At what points on the ellipse x2+3y2=1x^2+3y^2=1 is the tangent line parallel to the line y=xy=x?

정답·풀이 보기

문제는 타원 위의 어느 점에서 dydx=1\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}{}=1 인지를 묻고 있다. 따라서 먼저 음함수 미분을 한다.

2x+6ydydx=0이 단계에서 dydx 에 대해 풀 수도 있지만, 그럴 필요는 없다. dydx 가 1이 되는 경우를 알고 싶다:2x+6y(1)=0x=−3y즉, 타원 위의 점 중 x=−3y 인 점에서 dydx=1 이다. 이를 타원의 방정식에 대입하여 이 점들의 좌표를 구한다.(−3y)2+3y2=112y2=1y=±112=±123\begin{aligned} 2x+6y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{이 단계에서 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 에 대해 풀 수도 있지만, 그럴 필요는 없다. $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 가 1이 되는 경우를 알고 싶다:} \\ 2x+6y(1)&=0\\ x&=-3y \\ \text{즉, 타원 위의 점 중 $x=-3y$ 인 점에서 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=1$ 이다. 이를 타원의 방정식에 대입하여 이 점들의 좌표를 구한다.} \\ \left(-3y\right)^2+3y^2&=1\\ 12y^2&=1\\ y=\pm\frac{1}{\sqrt{12}}=\pm\frac{1}{2\sqrt{3}} \end{aligned}

따라서 타원 위에서 접선이 직선 y=xy=x 와 평행한 점은 y=123y=\dfrac{1}{2\sqrt{3}} 이고 x=−3yx=-3y 일 때, 그리고 y=−123y=\dfrac{-1}{2\sqrt{3}} 이고 x=−3yx=-3y 일 때이다. 즉, 점 (−32,123)\left(\dfrac{-\sqrt{3}}{2},\dfrac{1}{2\sqrt{3}}\right) 와 (32,−123)\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2},\dfrac{-1}{2\sqrt{3}}\right) 이다.

원본 교재 풀이(영어)

The question asks at which points on the ellipse dydx=1\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}{}=1. So, we begin by differentiating, implicitly:

2x+6ydydx=0We could solve for dydx at this point, but it’s not necessary. We want to know when dydx is equal to one:2x+6y(1)=0x=−3yThat is, dydx=1 at those points along the ellipse where x=−3y. We plug this into the equation of the ellipse to find the coordinates of these points.(−3y)2+3y2=112y2=1y=±112=±123\begin{aligned} 2x+6y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{We could solve for $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ at this point, but it's not necessary. We want to know when $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ is equal to one:} \\ 2x+6y(1)&=0\\ x&=-3y \\ \text{That is, $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=1$ at those points along the ellipse where $x=-3y$. We plug this into the equation of the ellipse to find the coordinates of these points.} \\ \left(-3y\right)^2+3y^2&=1\\ 12y^2&=1\\ y=\pm\frac{1}{\sqrt{12}}=\pm\frac{1}{2\sqrt{3}} \end{aligned}

So, the points along the ellipse where the tangent line is parallel to the line y=xy=x occur when y=123y=\dfrac{1}{2\sqrt{3}} and x=−3yx=-3y, and when y=−123y=\dfrac{-1}{2\sqrt{3}} and x=−3yx=-3y. That is, the points (−32,123)\left(\dfrac{-\sqrt{3}}{2},\dfrac{1}{2\sqrt{3}}\right) and (32,−123)\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2},\dfrac{-1}{2\sqrt{3}}\right).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 6번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
10.CLP-1 · 2.11절 · 12번우리말 번역

방정식 xy=x2y−2\sqrt{xy} = x^2y-2 로 정의된 곡선에서 점 (1,4)(1, 4) 에서의 접선의 기울기를 구하세요.

영어 원문 보기

For the curve defined by the equation xy=x2y−2\sqrt{xy} = x^2y-2, find the slope of the tangent line at the point (1,4)(1, 4).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

먼저 xx 에 대해 음함수 미분을 한다.

xy=x2y−212xy⋅ddx{xy}=(2x)y+x2dydxy+xdydx2xy=2xy+x2dydx이제 x=1, y=4 를 대입하고 dydx 에 대해 푼다:4+dydx4=8+dydxdydx=−283\begin{aligned} \sqrt{xy} &= x^2y-2\\ \frac{1}{2\sqrt{xy}}\cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{xy\}&=(2x)y+x^2\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\\ \frac{y+x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}}{2\sqrt{xy}}&=2xy+x^2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} \\ \text{이제 $x=1$, $y=4$ 를 대입하고 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 에 대해 푼다:} \\ \frac{4+\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}}{4}&=8+\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{28}{3} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

First, we differentiate implicitly with respect to xx.

xy=x2y−212xy⋅ddx{xy}=(2x)y+x2dydxy+xdydx2xy=2xy+x2dydxNow, we plug in x=1, y=4, and solve for dydx:4+dydx4=8+dydxdydx=−283\begin{aligned} \sqrt{xy} &= x^2y-2\\ \frac{1}{2\sqrt{xy}}\cdot \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{xy\}&=(2x)y+x^2\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\\ \frac{y+x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}}{2\sqrt{xy}}&=2xy+x^2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} \\ \text{Now, we plug in $x=1$, $y=4$, and solve for $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$:} \\ \frac{4+\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}}{4}&=8+\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}\\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{28}{3} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 5번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류
11.CLP-1 · 2.11절 · 13번우리말 번역

x2y2+xsin⁡(y)=4x^2y^2+x\sin(y)=4 일 때, dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 를 구하세요.

영어 원문 보기

If x2y2+xsin⁡(y)=4x^2y^2+x\sin(y)=4, find dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

정답·풀이 보기

x2y(x)2+xsin⁡(y(x))=4x^2y(x)^2+x\sin(y(x))=4 를 xx 에 대해 음함수 미분하면

2xy2+2x2yy′+sin⁡y+xy′cos⁡y=0그다음 y′ 에 대해 풀 수 있도록 y′ 을 포함한 항을 한쪽에 모은다:2x2yy′+xy′cos⁡y=−2xy2−sin⁡yy′(2x2y+xcos⁡y)=−2xy2−sin⁡yy′=−2xy2+sin⁡y2x2y+xcos⁡y\begin{aligned} 2xy^2&+2x^2yy'+\sin y+xy'\cos y=0 \\ \text{그다음 $y'$ 에 대해 풀 수 있도록 $y'$ 을 포함한 항을 한쪽에 모은다:} \\ 2x^2yy'&+xy'\cos y=-2xy^2-\sin y\\ y'(2x^2y&+x\cos y)=-2xy^2-\sin y\\ y'&=-\frac{2xy^2+\sin y}{2x^2y+x\cos y} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Implicitly differentiating x2y(x)2+xsin⁡(y(x))=4x^2y(x)^2+x\sin(y(x))=4 with respect to xx gives

2xy2+2x2yy′+sin⁡y+xy′cos⁡y=0Then we gather the terms containing y′ on one side, so we can solve for y′:2x2yy′+xy′cos⁡y=−2xy2−sin⁡yy′(2x2y+xcos⁡y)=−2xy2−sin⁡yy′=−2xy2+sin⁡y2x2y+xcos⁡y\begin{aligned} 2xy^2&+2x^2yy'+\sin y+xy'\cos y=0 \\ \text{Then we gather the terms containing $y'$ on one side, so we can solve for $y'$:} \\ 2x^2yy'&+xy'\cos y=-2xy^2-\sin y\\ y'(2x^2y&+x\cos y)=-2xy^2-\sin y\\ y'&=-\frac{2xy^2+\sin y}{2x^2y+x\cos y} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 4번
# 음함수의 미분법계산보통자동 분류