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

87문제 · 4 / 5쪽

61.APEX · 2.6절 · 30번우리말 번역

연습문제 27–32에서, 음함수로 정의된 함수의 그래프에 대해 주어진 점에서의 접선의 방정식을 구하세요. 참고용으로 각 함수의 그래프를 함께 제시했습니다.

(x2+y2+x)2=x2+y2(x^2+y^2+x)^2 = x^2+y^2

(a) (0,1)(0,1) 에서. (b) (−34,334)\displaystyle \left(-\frac34, \frac{3 \sqrt{3}}{4}\right) 에서.

그림

영어 원문 보기

In Exercises 27–32, find the equation of the tangent line to the graph of the implicitly defined function at the indicated points. As a visual aid, each function is graphed.

(x2+y2+x)2=x2+y2(x^2+y^2+x)^2 = x^2+y^2

(a) At (0,1)(0,1). (b) At (−34,334)\displaystyle \left(-\frac34, \frac{3 \sqrt{3}}{4}\right).

figure

답 쓰고 채점
(a)
(b)
정답·풀이 보기

(a) y=−1/3x+1y=-1/3x+1 (b) y=33/4y = 3\sqrt{3}/4

원본 교재 풀이(영어)

(a) y=−1/3x+1y=-1/3x+1 (b) y=33/4y = 3\sqrt{3}/4

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 1번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
62.APEX · 2.6절 · 31번우리말 번역

연습문제 27–32에서, 음함수로 정의된 함수의 그래프에 대하여 주어진 점에서의 접선의 방정식을 구하세요. 시각적 도움을 위해 각 함수의 그래프가 그려져 있습니다.

(x−2)2+(y−3)2=9(x-2)^2+(y-3)^2=9

(a) (72,6+332)\displaystyle \left(\frac72,\frac{6+3\sqrt{3}}{2}\right) 에서. (b) (4+332,32)\displaystyle \left(\frac{4+3\sqrt{3}}{2}, \frac32\right) 에서.

그림

영어 원문 보기

In Exercises 27–32, find the equation of the tangent line to the graph of the implicitly defined function at the indicated points. As a visual aid, each function is graphed.

(x−2)2+(y−3)2=9(x-2)^2+(y-3)^2=9

(a) At (72,6+332)\displaystyle \left(\frac72,\frac{6+3\sqrt{3}}{2}\right). (b) At (4+332,32)\displaystyle \left(\frac{4+3\sqrt{3}}{2}, \frac32\right).

figure

답 쓰고 채점
(a)
(b)
정답·풀이 보기

(a) y=−13(x−72)+6+332y=-\frac{1}{\sqrt{3}}(x-\frac72)+\frac{6+3\sqrt{3}}{2} (b) y=3(x−4+332)+32y = \sqrt{3}(x-\frac{4+3\sqrt{3}}2)+\frac32

원본 교재 풀이(영어)

(a) y=−13(x−72)+6+332y=-\frac{1}{\sqrt{3}}(x-\frac72)+\frac{6+3\sqrt{3}}{2} (b) y=3(x−4+332)+32y = \sqrt{3}(x-\frac{4+3\sqrt{3}}2)+\frac32

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.8절 · 28번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
63.APEX · 2.6절 · 32번우리말 번역

연습문제 27–32에서, 음함수로 정의된 함수의 그래프에 대하여 주어진 점에서의 접선의 방정식을 구하세요. 시각적 도움을 위해 각 함수의 그래프가 그려져 있습니다.

x2+y3+2xy=0x^2+y^3+2xy=0

(a) (−1,1)\displaystyle \left(-1,1\right) 에서. (b) (−1,12(−1+5))\displaystyle \left(-1,\frac12(-1+\sqrt{5})\right) 에서. (c) (−1,12(−1−5))\displaystyle \left(-1,\frac12(-1-\sqrt{5})\right) 에서.

그림

영어 원문 보기

In Exercises 27–32, find the equation of the tangent line to the graph of the implicitly defined function at the indicated points. As a visual aid, each function is graphed.

x2+y3+2xy=0x^2+y^3+2xy=0

(a) At (−1,1)\displaystyle \left(-1,1\right). (b) At (−1,12(−1+5))\displaystyle \left(-1,\frac12(-1+\sqrt{5})\right). (c) At (−1,12(−1−5))\displaystyle \left(-1,\frac12(-1-\sqrt{5})\right).

figure

답 쓰고 채점
(a)
(b)
(c)
정답·풀이 보기

(a) y=1y=1 (b) y=−25(x+1)+12(−1+5)y =-\frac{2}{\sqrt{5}}(x+1)+\frac12(-1+\sqrt{5}) (c) y=25(x+1)+12(−1−5)y =\frac{2}{\sqrt{5}}(x+1)+\frac12(-1-\sqrt{5})

원본 교재 풀이(영어)

(a) y=1y=1 (b) y=−25(x+1)+12(−1+5)y =-\frac{2}{\sqrt{5}}(x+1)+\frac12(-1+\sqrt{5}) (c) y=25(x+1)+12(−1−5)y =\frac{2}{\sqrt{5}}(x+1)+\frac12(-1-\sqrt{5})

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 13번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
64.APEX · 2.6절 · 37번우리말 번역

연습문제 37–42에서, 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 값에서의 접선의 방정식을 구하세요.

y=(1+x)1/x\displaystyle y=(1+x)^{1/x}, x=1x=1

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=(1+x)1/x\displaystyle y=(1+x)^{1/x}, x=1x=1

정답·풀이 보기

y′=(1+x)1/x(1x(x+1)−ln⁡(1+x)x2)y'= (1+x)^{1/x}\big(\frac{1}{x(x+1)}-\frac{\ln(1+x)}{x^2}\big)

접선: y=(1−2ln⁡2)(x−1)+2y = (1-2\ln 2)(x-1)+ 2

원본 교재 풀이(영어)

y′=(1+x)1/x(1x(x+1)−ln⁡(1+x)x2)y'= (1+x)^{1/x}\big(\frac{1}{x(x+1)}-\frac{\ln(1+x)}{x^2}\big)

Tangent line: y=(1−2ln⁡2)(x−1)+2y = (1-2\ln 2)(x-1)+ 2

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.6절 · 26번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
65.APEX · 2.6절 · 38번우리말 번역

연습문제 37–42에서, 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 값에서의 접선의 방정식을 구하세요.

y=(2x)x2\displaystyle y=(2x)^{x^2}, x=1x=1

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=(2x)x2\displaystyle y=(2x)^{x^2}, x=1x=1

정답·풀이 보기

y′=(2x)x2(2xln⁡(2x)+x)y'= (2x)^{x^2}\big(2x\ln (2x)+x\big)

접선: y=(2+4ln⁡2)(x−1)+2y = (2+4\ln 2)(x-1)+ 2

원본 교재 풀이(영어)

y′=(2x)x2(2xln⁡(2x)+x)y'= (2x)^{x^2}\big(2x\ln (2x)+x\big)

Tangent line: y=(2+4ln⁡2)(x−1)+2y = (2+4\ln 2)(x-1)+ 2

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.8절 · 6번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
66.APEX · 2.6절 · 39번우리말 번역

연습문제 37–42에서, 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 값에서의 접선의 방정식을 구하세요.

y=xxx+1\displaystyle y=\frac{x^{x}}{x+1}, x=1x=1

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=xxx+1\displaystyle y=\frac{x^{x}}{x+1}, x=1x=1

정답·풀이 보기

y′=xxx+1(ln⁡x+1−1x+1)y'= \frac{x^x}{x+1}\big(\ln x+1-\frac1{x+1}\big)

접선: y=(1/4)(x−1)+1/2y = (1/4)(x-1)+ 1/2

원본 교재 풀이(영어)

y′=xxx+1(ln⁡x+1−1x+1)y'= \frac{x^x}{x+1}\big(\ln x+1-\frac1{x+1}\big)

Tangent line: y=(1/4)(x−1)+1/2y = (1/4)(x-1)+ 1/2

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 3.8절 · 30번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
67.APEX · 2.6절 · 40번우리말 번역

연습문제 37–42에서 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 의 값에서 접선의 방정식을 구하세요.

y=xsin⁡(x)+2\displaystyle y=x^{\sin (x)+2}, x=π/2x=\pi/2

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=xsin⁡(x)+2\displaystyle y=x^{\sin (x)+2}, x=π/2x=\pi/2

정답·풀이 보기

y′=xsin⁡(x)+2(cos⁡xln⁡x+sin⁡x+2x)y'= x^{\sin (x)+2}\big(\cos x\ln x+\frac{\sin x+2}{x}\big)

접선: y=(3π2/4)(x−π/2)+(π/2)3y = (3\pi^2/4)(x-\pi/2)+(\pi/2)^3

원본 교재 풀이(영어)

y′=xsin⁡(x)+2(cos⁡xln⁡x+sin⁡x+2x)y'= x^{\sin (x)+2}\big(\cos x\ln x+\frac{\sin x+2}{x}\big)

Tangent line: y=(3π2/4)(x−π/2)+(π/2)3y = (3\pi^2/4)(x-\pi/2)+(\pi/2)^3

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 7번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
68.APEX · 2.6절 · 41번우리말 번역

연습문제 37–42에서 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 의 값에서 접선의 방정식을 구하세요.

y=x+1x+2\displaystyle y=\frac{x+1}{x+2}, x=1x=1

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=x+1x+2\displaystyle y=\frac{x+1}{x+2}, x=1x=1

정답·풀이 보기

y′=x+1x+2(1x+1−1x+2)y'= \frac{x+1}{x+2}\big(\frac1{x+1}-\frac1{x+2}\big)

접선: y=1/9(x−1)+2/3y = 1/9(x-1)+2/3

원본 교재 풀이(영어)

y′=x+1x+2(1x+1−1x+2)y'= \frac{x+1}{x+2}\big(\frac1{x+1}-\frac1{x+2}\big)

Tangent line: y=1/9(x−1)+2/3y = 1/9(x-1)+2/3

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 12번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
69.APEX · 2.6절 · 42번우리말 번역

연습문제 37–42에서 로그미분법을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{dy}{dx} 를 구한 다음, 주어진 xx 의 값에서 접선의 방정식을 구하세요.

y=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)\displaystyle y=\frac{(x+1)(x+2)}{(x+3)(x+4)}, x=0x=0

영어 원문 보기

In Exercises 37–42, use logarithmic differentiation to find dydx\displaystyle \frac{dy}{dx}, then find the equation of the tangent line at the indicated xx–value.

y=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)\displaystyle y=\frac{(x+1)(x+2)}{(x+3)(x+4)}, x=0x=0

정답·풀이 보기

y′=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(1x+1+1x+2−1x+3−1x+4)y'= \frac{(x+1)(x+2)}{(x+3)(x+4)}\big(\frac1{x+1}+\frac1{x+2}-\frac1{x+3}-\frac1{x+4}\big)

접선: y=11/72x+1/6y = 11/72x+1/6

원본 교재 풀이(영어)

y′=(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(1x+1+1x+2−1x+3−1x+4)y'= \frac{(x+1)(x+2)}{(x+3)(x+4)}\big(\frac1{x+1}+\frac1{x+2}-\frac1{x+3}-\frac1{x+4}\big)

Tangent line: y=11/72x+1/6y = 11/72x+1/6

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.6절 · 2번
# 음함수의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
70.CLP-1 · 2.11절 · 1번우리말 번역

x2+y2=1x^2+y^2=1 을 음함수 미분하면 2x+2yy′=02x+2yy'=0 이라는 식을 얻는다. y2y^2 을 미분하여 2yy′2yy' 을 얻는 단계에서 아래의 법칙 중 어느 것(들)을 사용했나요?

(a) 거듭제곱의 미분법 (b) 연쇄 법칙 (c) 몫의 미분법 (d) 지수함수의 도함수

영어 원문 보기

If we implicitly differentiate x2+y2=1x^2+y^2=1, we get the equation 2x+2yy′=02x+2yy'=0. In the step where we differentiate y2y^2 to obtain 2yy′2yy', which rule(s) below are we using?

(a) power rule (b) chain rule (c) quotient rule (d) derivatives of exponential functions

정답·풀이 보기

거듭제곱의 미분법 (a)과 연쇄 법칙 (b)을 사용한다. 거듭제곱의 미분법에 따라 지수 2를 앞으로 내리고, 연쇄 법칙에 따라 y′y' 을 곱한다.

여기에는 분수식이 없으므로 몫의 미분법은 필요하지 않다. 지수함수는 (constant)function(\text{constant})^{\text{function}} 꼴이지만, 주어진 함수는 (function)constant(\text{function})^{\text{constant}} 꼴이므로 (d)는 사용하지 않았다.

원본 교재 풀이(영어)

We use the power rule (a) and the chain rule (b): the power rule tells us to “bring down the 2", and the chain rule tells us to multiply by y′y'.

There is no need for the quotient rule here, as there are no quotients. Exponential functions have the form (constant)function(\text{constant})^{\text{function}}, but our function has the form (function)constant(\text{function})^{\text{constant}}, so we did not use (d).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 2번
# 음함수의 미분법계산기본자동 분류
71.CLP-1 · 2.11절 · 2번우리말 번역

아래 그림을 이용하여, 곡선이 yy축과 만나는 세 점에서 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 의 값을 어림하세요.

그림

참고: 이 곡선에서는 하나의 xx 의 값에 여러 개의 yy 의 값이 대응할 수 있다. 따라서 이 곡선은 어떤 함수 xx 에 대해서도 y=f(x)y=f(x) 로 나타낼 수 없다. 이는 음함수 미분을 사용할 수 있는 대표적인 경우 중 하나이다.

영어 원문 보기

Using the picture below, estimate dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} at the three points where the curve crosses the yy-axis.

figure

Remark: for this curve, one value of xx may correspond to multiple values of yy. So, we cannot express this curve as y=f(x)y=f(x) for any function xx. This is one typical situation where we might use implicit differentiation.

정답·풀이 보기

(0,4)(0,4) 와 (0,−4)(0,-4) 에서는 곡선을 확대해 보면 수평으로 보이므로, 이 점에서의 접선의 미분계수는 0이다. 원점에서는 접선이 수직으로 보이므로 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 는 존재하지 않는다.

그림

원본 교재 풀이(영어)

At (0,4)(0,4) and (0,−4)(0,-4), the curve looks to be horizontal, if you zoom in: a tangent line here would have derivative zero. At the origin, the curve looks like its tangent line is vertical, so dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} does not exist.

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 3번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석기본자동 분류
72.CLP-1 · 2.11절 · 3번우리말 번역

x2+y2=1x^2+y^2=1 을 만족하는 모든 점 (x,y)(x,y) 로 이루어진 단위원을 생각합니다.

그림

(a) y=f(x)y=f(x) 가 단위원을 완전히 나타내도록 하는 함수 f(x)f(x) 가 있나요? 즉, 등식 y=f(x)y=f(x) 를 참이 되게 하는 점 (x,y)(x,y) 가 등식 x2+y2=1x^2+y^2=1 을 참이 되게 하는 점과 정확히 같도록 하는 함수가 있나요? (b) y=f′(x)y=f'(x) 가 단위원의 기울기를 완전히 나타내도록 하는 함수 f′(x)f'(x) 가 있나요? 즉, 단위원 위의 모든 점 (x,y)(x,y) 에 대하여 그 점에서 원에 그은 접선의 기울기가 f′(x)f'(x) 로 주어지도록 하는 함수가 있나요? (c) 음함수 미분을 이용하여 dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 에 대한 식을 구하세요. 그 식이 (yy 는 포함하지 않고) xx 만의 함수가 될 때까지 간단히 하거나, 그것이 불가능한 이유를 설명하세요.

영어 원문 보기

Consider the unit circle, formed by all points (x,y)(x,y) that satisfy x2+y2=1x^2+y^2=1.

figure

(a) Is there a function f(x)f(x) so that y=f(x)y=f(x) completely describes the unit circle? That is, so that the points (x,y)(x,y) that make the equation y=f(x)y=f(x) true are exactly the same points that make the equation x2+y2=1x^2+y^2=1 true? (b) Is there a function f′(x)f'(x) so that y=f′(x)y=f'(x) completely describes the slope of the unit circle? That is, so that for every point (x,y)(x,y) on the unit circle, the slope of the tangent line to the circle at that point is given by f′(x)f'(x)? (c) Use implicit differentiation to find an expression for dydx\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}. Simplify until the expression is a function in terms of xx only (not yy), or explain why this is impossible.

정답·풀이 보기

(a) 아니요. 함수는 수직선 판정법을 통과해야 한다. 즉, 하나의 입력에서 두 개(또는 그 이상)의 출력이 나올 수 없다. 하나의 xx 값이 때때로 두 개의 yy 값에 대응하므로(예를 들어 x=π/4x=\pi/4 일 때 yy 는 ±1/2\pm 1/\sqrt{2} 이다), y=f(x)y=f(x) 가 원 위의 모든 점을 나타내도록 하는 함수 f(x)f(x) 는 없다.

참고: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} 은 단위원 위의 모든 점을 나타낸다. 그러나 하나의 입력 xx 가 때때로 두 개의 출력 yy 를 내므로 이 식은 함수가 아니다.

(b) 아니요, (a)와 같은 이유이다. f′(x)f'(x) 가 함수라면 하나의 xx 값에 대응하는 기울기를 많아야 하나만 줄 수 있다. 하나의 xx 값이 기울기가 서로 다른 원 위의 두 점에 대응할 수 있으므로, f′(x)f'(x) 는 원 위의 모든 점의 기울기를 줄 수 없다. 예를 들어 0<a<10<a<1 인 임의의 aa 를 잡자. xx 좌표가 aa 인 원 위의 점은 두 개 있다. 위쪽 점에서는 기울기가 엄격히 음수이고, 아래쪽 점에서는 기울기가 엄격히 양수이다.

(c) 미분하면 다음과 같다.

2x+2ydydx=0그리고 dydx 에 대해 푼다dydx=−xy\begin{aligned} 2x+2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{그리고 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$ 에 대해 푼다} \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{x}{y} \end{aligned}

그런데 이 등식의 우변에는 yy 가 있고, 이를 없앨 방법이 분명하지 않다. (b)의 답에 따르면, 우변이 xx 의 함수가 되도록 하려면 사실 yy 를 없앨 수 없다. 하나의 xx 값이 원 위의 여러 점에 대응하므로 도함수는 xx 의 함수로 나타낼 수 없다.

참고: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} 이므로 다음과 같이 쓰려고 할 수 있다. dydx=−xy=±x1−x2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=-\frac{x}{y}=\pm\frac{x}{\sqrt{1-x^2}} 그러나 이것은 xx 의 함수가 아니다. 다시 말하지만, 함수에서는 하나의 입력이 많아야 하나의 출력을 내지만, 여기서는 대개 하나의 xx 값이 dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 의 두 값을 낸다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) No. A function must pass the vertical line test: one input cannot result in two (or more) outputs. Since one value of xx sometimes corresponds to two values of yy (for example, when x=π/4x=\pi/4, yy is ±1/2\pm 1/\sqrt{2}), there is no function f(x)f(x) so that y=f(x)y=f(x) captures every point on the circle.

Remark: y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2} does capture every point on the unit circle. However, since one input xx sometimes results in two outputs yy, this expression is not a function.

(b) No, for the same reasons as (a). If f′(x)f'(x) is a function, then it can give at most one slope corresponding to one value of xx. Since one value of xx can correspond to two points on the circle with different slopes, f′(x)f'(x) cannot give the slope of every point on the circle. For example, fix any 0<a<10<a<1. There are two points on the circle with xx-coordinate equal to aa. At the upper one, the slope is strictly negative. At the lower one, the slope is strictly positive.

(c) We differentiate:

2x+2ydydx=0and solve for dydxdydx=−xy\begin{aligned} 2x+2y\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=0 \\ \text{and solve for $\displaystyle \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}$} \\ \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}&=-\frac{x}{y} \end{aligned}

But there is a yy in the right-hand side of this equation, and it's not clear how to get it out. Our answer in (b) tells us that, actually, we can't get it out, if we want the right-hand side to be a function of xx. The derivative cannot be expressed as a function of xx, because one value of xx corresponds to multiple points on the circle.

Remark: since y=±1−x2y=\pm\sqrt{1-x^2}, we could try writing dydx=−xy=±x1−x2\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}=-\frac{x}{y}=\pm\frac{x}{\sqrt{1-x^2}} but this is not a function of xx. Again, in a function, one input leads to at most one output, but here one value of xx will usually lead to two values of dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 2.11절 · 13번
# 음함수의 미분법그래프·표 해석기본자동 분류
73.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
74.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
75.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
76.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
77.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
78.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
79.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
80.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