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

52문제 · 3 / 3쪽

41.APEX · 2.4절 · 41번우리말 번역

연습문제 41–44에서, 함수의 그래프가 수평인 접선을 갖는 xx의 값을 구하세요.

f(x)=6x2−18x−24f(x) = 6x^2-18x-24

영어 원문 보기

In Exercises 41–44, find the xx–values where the graph of the function has a horizontal tangent line.

f(x)=6x2−18x−24f(x) = 6x^2-18x-24

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x=3/2x=3/2

원본 교재 풀이(영어)

x=3/2x=3/2

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 11번
# 곱과 몫의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
42.APEX · 2.4절 · 42번우리말 번역

연습문제 41–44에서, 함수의 그래프가 수평인 접선을 갖는 xx의 값을 구하세요.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x ([−1,1][-1,1]에서)

영어 원문 보기

In Exercises 41–44, find the xx–values where the graph of the function has a horizontal tangent line.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x on [−1,1][-1,1]

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# 곱과 몫의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
43.APEX · 2.4절 · 43번우리말 번역

연습문제 41–44에서, 함수의 그래프가 수평인 접선을 갖는 xx의 값을 구하세요.

f(x)=xx+1\displaystyle f(x) = \frac{x}{x+1}

영어 원문 보기

In Exercises 41–44, find the xx–values where the graph of the function has a horizontal tangent line.

f(x)=xx+1\displaystyle f(x) = \frac{x}{x+1}

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f ′(x)f\,'(x)는 0이 되지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

f ′(x)f\,'(x) is never 0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.4절 · 4번
# 곱과 몫의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
44.APEX · 2.4절 · 44번우리말 번역

연습문제 41–44에서, 함수의 그래프가 수평인 접선을 갖는 xx의 값을 구하세요.

f(x)=x2x+1\displaystyle f(x) = \frac{x^2}{x+1}

영어 원문 보기

In Exercises 41–44, find the xx–values where the graph of the function has a horizontal tangent line.

f(x)=x2x+1\displaystyle f(x) = \frac{x^2}{x+1}

답 쓰고 채점
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x=−2,0x= -2,0

원본 교재 풀이(영어)

x=−2,0x= -2,0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.4절 · 5번
# 곱과 몫의 미분법그래프·표 해석자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
45.APEX · 2.4절 · 45번우리말 번역

연습문제 45–48에서, 각 문제에서 요구하는 도함수를 구하세요.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x일 때, f ′′(x)f\,''(x)를 구하세요.

영어 원문 보기

In Exercises 45–48, find the requested derivative.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x; find f ′′(x)f\,''(x).

정답·풀이 보기

f ′′(x)=2cos⁡x−xsin⁡xf\,''(x) = 2\cos x - x\sin x

원본 교재 풀이(영어)

f ′′(x)=2cos⁡x−xsin⁡xf\,''(x) = 2\cos x - x\sin x

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.4절 · 2번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
46.APEX · 2.4절 · 46번우리말 번역

연습문제 45–48에서 요구하는 도함수를 구하세요.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x 일 때, f (4)(x)f\,^{(4)}(x) 를 구하세요.

영어 원문 보기

In Exercises 45–48, find the requested derivative.

f(x)=xsin⁡xf(x) = x\sin x; find f (4)(x)f\,^{(4)}(x).

정답·풀이 보기

f(4)(x)=−4cos⁡x+xsin⁡xf^{(4)}(x) = -4\cos x+ x\sin x

원본 교재 풀이(영어)

f(4)(x)=−4cos⁡x+xsin⁡xf^{(4)}(x) = -4\cos x+ x\sin x

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.4절 · 3번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
47.APEX · 2.4절 · 47번우리말 번역

연습문제 45–48에서 요구하는 도함수를 구하세요.

f(x)=csc⁡xf(x) = \csc x 일 때, f ′′(x)f\,''(x) 를 구하세요.

영어 원문 보기

In Exercises 45–48, find the requested derivative.

f(x)=csc⁡xf(x) = \csc x; find f ′′(x)f\,''(x).

정답·풀이 보기

f ′′(x)=cot⁡2xcsc⁡x+csc⁡3xf\,''(x) = \cot^2x\csc x + \csc^3 x

원본 교재 풀이(영어)

f ′′(x)=cot⁡2xcsc⁡x+csc⁡3xf\,''(x) = \cot^2x\csc x + \csc^3 x

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 11번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
48.APEX · 2.4절 · 48번우리말 번역

연습문제 45–48에서 요구하는 도함수를 구하세요.

f(x)=(x3−5x+2)(x2+x−7)f(x) = (x^3-5x+2)(x^2+x-7) 일 때, f (8)(x)f\,^{(8)}(x) 를 구하세요.

영어 원문 보기

In Exercises 45–48, find the requested derivative.

f(x)=(x3−5x+2)(x2+x−7)f(x) = (x^3-5x+2)(x^2+x-7); find f (8)(x)f\,^{(8)}(x).

정답·풀이 보기

f(8)=0f^{(8)} = 0

원본 교재 풀이(영어)

f(8)=0f^{(8)} = 0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 15번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
49.Active Calculus · 2.3절 · 11번우리말 번역

ff 와 gg 를 미분가능한 함수라 하고, 다음 정보가 알려져 있다고 하자: f(2)=5f(2) = 5, g(2)=−3g(2) = -3, f′(2)=−1/2f'(2) = -1/2, g′(2)=2g'(2) = 2.

(a) h(x)=g(x)⋅f(x)h(x) = g(x) \cdot f(x) 로 정의된 새로운 함수를 hh 라 하자. h(2)h(2) 와 h′(2)h'(2) 를 구하세요. (b) 점 (2,h(2))(2,h(2)) 에서 y=h(x)y = h(x) 의 접선의 방정식을 구하세요. (단, hh 는 (a)에서 정의한 함수입니다.) (c) r(x)=g(x)f(x)r(x) = \frac{g(x)}{f(x)} 로 정의된 함수를 rr 라 하자. a=2a = 2 에서 rr 는 증가하나요, 감소하나요, 아니면 둘 다 아닌가요? 그 이유는 무엇인가요? (d) 점 (2,r(2))(2,r(2)) 에서 rr 의 국소선형근사를 이용하여 r(2.06)r(2.06) 의 값을 어림하세요. (단, rr 는 (c)에서 정의한 함수입니다.)

영어 원문 보기

Let ff and gg be differentiable functions for which the following information is known: f(2)=5f(2) = 5, g(2)=−3g(2) = -3, f′(2)=−1/2f'(2) = -1/2, g′(2)=2g'(2) = 2.

(a) Let hh be the new function defined by the rule h(x)=g(x)⋅f(x)h(x) = g(x) \cdot f(x). Determine h(2)h(2) and h′(2)h'(2). (b) Find an equation for the tangent line to y=h(x)y = h(x) at the point (2,h(2))(2,h(2)) (where hh is the function defined in (a)). (c) Let rr be the function defined by the rule r(x)=g(x)f(x)r(x) = \frac{g(x)}{f(x)}. Is rr increasing, decreasing, or neither at a=2a = 2? Why? (d) Estimate the value of r(2.06)r(2.06) (where rr is the function defined in (c)) by using the local linearization of rr at the point (2,r(2))(2,r(2)).

정답·풀이 보기

(a) h(x)=g(x)⋅f(x)h(x) = g(x) \cdot f(x) 이므로 h(2)=g(2)⋅f(2)=(5)⋅(−3)=−15h(2) = g(2) \cdot f(2) = (5) \cdot (-3) = -15 이다. 또한 곱의 미분법에 의해 h′(x)=g(x)⋅f′(x)+f(x)⋅g′(x)h'(x) = g(x) \cdot f'(x) + f(x) \cdot g'(x) 이다. 주어진 함숫값과 미분계수를 이용하면 h′(2)=g(2)⋅f′(2)+f(2)⋅g′(2)=(−3)(−1/2)+(5)(2)=23/2h'(2) = g(2) \cdot f'(2) + f(2) \cdot g'(2) = (-3)(-1/2) + (5)(2) = 23/2 이다. (b) a=2a=2 에서 hh 의 접선은 L(x)=h(2)+h′(2)(x−2)L(x) = h(2) + h'(2)(x-2) 이므로, (a)의 결과를 이용하면 L(x)=−15+23/2(x−2)L(x) = -15 + 23/2(x-2) 이다. (c) r(x)=g(x)f(x)r(x) = \frac{g(x)}{f(x)} 이고 몫의 미분법에 의해 r′(x)=f(x)⋅g′(x)−g(x)⋅f′(x)(f(x))2r'(x) = \frac{f(x) \cdot g'(x) - g(x) \cdot f'(x)}{(f(x))^2} 이므로 r′(2)=f(2)⋅g′(2)−g(2)⋅f′(2)(f(2))2r'(2) = \frac{f(2) \cdot g'(2) - g(2) \cdot f'(2)}{(f(2))^2} 이다. 주어진 함숫값과 미분계수를 이용하면 r′(2)=(5)(2)−(−3)(−1/2)(5)2=17/225=1750r'(2) = \frac{(5)(2) - (-3)(-1/2)}{(5)^2} = \frac{17/2}{25} = \frac{17}{50} 이다. 따라서 r′(2)>0r'(2) > 0 이므로 rr 는 a=2a = 2 에서 증가한다. (d) a=2a=2 에서 rr 의 국소선형근사는 L(x)=r(2)+r′(2)(x−2)=−35+1750(x−2)L(x) = r(2) + r'(2)(x-2) = -\frac{3}{5} + \frac{17}{50}(x-2) 이므로 r(2.06)≈L(2.06)=−35+1750(2.06−2)=−0.5796r(2.06) \approx L(2.06) = -\frac{3}{5} + \frac{17}{50}(2.06-2) = -0.5796 이다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) Since h(x)=g(x)⋅f(x)h(x) = g(x) \cdot f(x), it follows h(2)=g(2)⋅f(2)=(5)⋅(−3)=−15h(2) = g(2) \cdot f(2) = (5) \cdot (-3) = -15. Further, by the product rule, we know that h′(x)=g(x)⋅f′(x)+f(x)⋅g′(x)h'(x) = g(x) \cdot f'(x) + f(x) \cdot g'(x). Using the given function and derivative values, h′(2)=g(2)⋅f′(2)+f(2)⋅g′(2)=(−3)(−1/2)+(5)(2)=23/2h'(2) = g(2) \cdot f'(2) + f(2) \cdot g'(2) = (-3)(-1/2) + (5)(2) = 23/2. (b) The tangent line to hh at a=2a=2 is given by L(x)=h(2)+h′(2)(x−2)L(x) = h(2) + h'(2)(x-2), so using our results from (a), we have L(x)=−15+23/2(x−2)L(x) = -15 + 23/2(x-2). (c) Since r(x)=g(x)f(x)r(x) = \frac{g(x)}{f(x)}, but the quotient rule that r′(x)=f(x)⋅g′(x)−g(x)⋅f′(x)(f(x))2r'(x) = \frac{f(x) \cdot g'(x) - g(x) \cdot f'(x)}{(f(x))^2}, and thus r′(2)=f(2)⋅g′(2)−g(2)⋅f′(2)(f(2))2r'(2) = \frac{f(2) \cdot g'(2) - g(2) \cdot f'(2)}{(f(2))^2}. Employing the known function and derivative values, r′(2)=(5)(2)−(−3)(−1/2)(5)2=17/225=1750r'(2) = \frac{(5)(2) - (-3)(-1/2)}{(5)^2} = \frac{17/2}{25} = \frac{17}{50}. Therefore, r′(2)>0r'(2) > 0, and rr is increasing at a=2a = 2. (d) The local linearization of rr at a=2a=2 is L(x)=r(2)+r′(2)(x−2)=−35+1750(x−2)L(x) = r(2) + r'(2)(x-2) = -\frac{3}{5} + \frac{17}{50}(x-2), and thus r(2.06)≈L(2.06)=−35+1750(2.06−2)=−0.5796r(2.06) \approx L(2.06) = -\frac{3}{5} + \frac{17}{50}(2.06-2) = -0.5796.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 15번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
50.Active Calculus · 2.3절 · 13번우리말 번역

두 함수 r(t)=ttr(t) = t^t 와 s(t)=arccos⁡(t)s(t) = \arccos(t) 를 생각하세요. 이 두 함수에 대해 r′(t)=tt(ln⁡(t)+1)r'(t) = t^t(\ln(t) + 1) 이고 s′(t)=−11−t2s'(t) = -\frac{1}{\sqrt{1-t^2}} 임이 주어져 있습니다. 이 도함수 공식이 어디에서 나오는지는 신경 쓰지 않아도 됩니다. 두 함수 모두 정의역을 0<t<10 < t < 1 로 제한하여 생각합니다.

(a) w(t)=ttarccos⁡(t)w(t) = t^t \arccos(t) 라고 하자. w′(t)w'(t) 를 구하세요. (b) y=w(t)y = w(t) 위의 점 (12,w(12))(\frac{1}{2}, w(\frac{1}{2})) 에서의 접선의 방정식을 구하세요. (c) v(t)=ttarccos⁡(t)v(t) = \frac{t^t}{\arccos(t)} 라고 하자. t=12t = \frac{1}{2} 인 순간에 vv 는 증가하나요, 감소하나요? 그 이유는 무엇인가요?

영어 원문 보기

Consider the functions r(t)=ttr(t) = t^t and s(t)=arccos⁡(t)s(t) = \arccos(t), for which you are given the facts that r′(t)=tt(ln⁡(t)+1)r'(t) = t^t(\ln(t) + 1) and s′(t)=−11−t2s'(t) = -\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}. Do not be concerned with where these derivative formulas come from. We restrict our interest in both functions to the domain 0<t<10 < t < 1.

(a) Let w(t)=ttarccos⁡(t)w(t) = t^t \arccos(t). Determine w′(t)w'(t). (b) Find an equation for the tangent line to y=w(t)y = w(t) at the point (12,w(12))(\frac{1}{2}, w(\frac{1}{2})). (c) Let v(t)=ttarccos⁡(t)v(t) = \frac{t^t}{\arccos(t)}. Is vv increasing or decreasing at the instant t=12t = \frac{1}{2}? Why?

정답·풀이 보기

(a) 곱의 미분법과 주어진 정보를 이용하면, w′(t)=ddt(tt)⋅(arccos⁡t)+tt⋅ddt(arccos⁡t)=tt(ln⁡t+1)⋅(arccos⁡t)+tt⋅−11−t2\begin{aligned}w'(t) &= \frac{d}{dt}\left(t^t\right)\cdot\left(\arccos t\right)+t^t\cdot\frac{d}{dt}\left(\arccos t\right) \\ &= t^t\left(\ln t+1\right)\cdot\left(\arccos t\right)+t^t\cdot\frac{-1}{\sqrt{1-t^2}}\end{aligned} 이다. (b) 국소선형근사 공식을 이용하면 L(t)=w(12)+w′(12)(t−12)L(t) = w\left(\frac{1}{2}\right) + w'\left(\frac{1}{2}\right) \left(t-\frac{1}{2}\right) 이다. ww 와 w′w' 의 식에 t=12t=\frac{1}{2} 을 대입하고 계산 도구를 사용하면 w(2)=(12)(12)arccos⁡(12)≈0.740w(2) = \left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\arccos\left(\frac{1}{2}\right) \approx 0.740 이고 w′(2)=[(12)(12)(ln⁡t+1)⋅(arccos⁡(12))+(12)(12)⋅−11−(12)2]≈−0.589 w'(2) = \left[\left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\left(\ln t+1\right)\cdot\left(\arccos \left(\frac{1}{2}\right)\right)+\left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\cdot\frac{-1}{\sqrt{1-\left(\frac{1}{2}\right)^2}}\right] \approx -0.589\, 이다. 따라서 L(t)≈0.740−0.589(t−0.5)L(t) \approx 0.740-0.589(t-0.5) 이다. (c) 몫의 미분법을 이용하면 v′(t)=frac(t)t(ln⁡(t)+1)(arccos⁡(t))−(t)t⋅(−11−(t)2)arccos⁡2(t) v'(t) = frac{(t)^{t}\left(\ln(t)+1\right)\left(\arccos(t)\right)-(t)^{t}\cdot\left(\frac{-1}{\sqrt{1-(t)^2}}\right)}{\arccos^2(t)}\, 이다. 계산 도구를 사용하여 v′(2)v'(2) 의 값을 구하면 v′(2)≈0.952v'(2) \approx 0.952 이다. 이 값이 양수이므로 t=12t=\frac{1}{2} 에서 vv 의 순간변화율은 양수이고, 이는 그 순간에 vv 가 증가함을 뜻한다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) Using the Product Rule and the information given, w′(t)=ddt(tt)⋅(arccos⁡t)+tt⋅ddt(arccos⁡t)=tt(ln⁡t+1)⋅(arccos⁡t)+tt⋅−11−t2\begin{aligned}w'(t) &= \frac{d}{dt}\left(t^t\right)\cdot\left(\arccos t\right)+t^t\cdot\frac{d}{dt}\left(\arccos t\right) \\ &= t^t\left(\ln t+1\right)\cdot\left(\arccos t\right)+t^t\cdot\frac{-1}{\sqrt{1-t^2}}\end{aligned} (b) Using the local linearization formula, we have L(t)=w(12)+w′(12)(t−12)L(t) = w\left(\frac{1}{2}\right) + w'\left(\frac{1}{2}\right) \left(t-\frac{1}{2}\right). Substituting t=12t=\frac{1}{2} into the formulas for ww and w′w' and using a computational device gives w(2)=(12)(12)arccos⁡(12)≈0.740w(2) = \left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\arccos\left(\frac{1}{2}\right) \approx 0.740 and w′(2)=[(12)(12)(ln⁡t+1)⋅(arccos⁡(12))+(12)(12)⋅−11−(12)2]≈−0.589 .w'(2) = \left[\left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\left(\ln t+1\right)\cdot\left(\arccos \left(\frac{1}{2}\right)\right)+\left(\frac{1}{2}\right)^{\left(\frac{1}{2}\right)}\cdot\frac{-1}{\sqrt{1-\left(\frac{1}{2}\right)^2}}\right] \approx -0.589\,. Thus, L(t)≈0.740−0.589(t−0.5)L(t) \approx 0.740-0.589(t-0.5). (c) Using the Quotient Rule, v′(t)=frac(t)t(ln⁡(t)+1)(arccos⁡(t))−(t)t⋅(−11−(t)2)arccos⁡2(t) .v'(t) = frac{(t)^{t}\left(\ln(t)+1\right)\left(\arccos(t)\right)-(t)^{t}\cdot\left(\frac{-1}{\sqrt{1-(t)^2}}\right)}{\arccos^2(t)}\,. Using a computational device to evaluate v′(2)v'(2), it follows v′(2)≈0.952v'(2) \approx 0.952. Since this number is positive, the instantaneous rate of change of vv at t=12t=\frac{1}{2} is positive, which means that vv is increasing at that instant.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 11번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
51.Active Calculus · 2.3절 · 14번우리말 번역

넓은 땅을 가진 한 농부가 지금까지 매우 다양한 작물을 재배해 왔다. 에탄올 연료의 가격이 오르자, 그는 자신의 농지를 점점 더 많이 옥수수 생산에 쓰는 것이 현명하다고 판단한다. 옥수수를 점점 더 많이 재배하면서 그는 에이커당 수확량을 늘리는 요령을 익힌다. 올해 그는 자신의 땅 7000 에이커에 옥수수를 재배했고, 그 땅의 에이커당 평균 수확량은 170 부셸이었다. 현재 그는 옥수수 재배에 쓰는 면적을 매년 600 에이커의 비율로 늘릴 계획이며, 지금 평균 수확량이 매년 에이커당 8 부셸의 비율로 증가하고 있다고 예상한다. 이 정보를 이용하여 다음 물음에 답하세요.

(a) 올해를 t=0t = 0 이라 하고, A(t)A(t) 는 tt 년에 농부가 옥수수 재배에 쓰는 면적(에이커)을, Y(t)Y(t) 는 tt 년의 평균 수확량(에이커당 부셸)을, C(t)C(t) 는 농부가 생산하는 옥수수의 총 부셸 수를 나타낸다고 하자. C(t)C(t) 를 A(t)A(t) 와 Y(t)Y(t) 로 나타내는 식은 무엇인가요? 그 이유는 무엇인가요? (b) C(0)C(0) 의 값은 얼마인가요? 이 값은 무엇을 나타내나요? (c) C′(t)C'(t) 를 A(t)A(t), A′(t)A'(t), Y(t)Y(t), Y′(t)Y'(t) 로 나타내는 식을 쓰세요. 생각한 과정을 설명하세요. (d) C′(0)C'(0) 의 값은 얼마인가요? 이 값은 무엇을 나타내나요? (e) 주어진 정보와 위의 풀이를 바탕으로 C(1)C(1) 의 값을 어림하세요.

영어 원문 보기

A farmer with large land holdings has historically grown a wide variety of crops. With the price of ethanol fuel rising, he decides that it would be prudent to devote more and more of his acreage to producing corn. As he grows more and more corn, he learns efficiencies that increase his yield per acre. In the present year, he used 7000 acres of his land to grow corn, and that land had an average yield of 170 bushels per acre. At the current time, he plans to increase his number of acres devoted to growing corn at a rate of 600 acres/year, and he expects that right now his average yield is increasing at a rate of 8 bushels per acre per year. Use this information to answer the following questions.

(a) Say that the present year is t=0t = 0, that A(t)A(t) denotes the number of acres the farmer devotes to growing corn in year tt, Y(t)Y(t) represents the average yield in year tt (measured in bushels per acre), and C(t)C(t) is the total number of bushels of corn the farmer produces. What is the formula for C(t)C(t) in terms of A(t)A(t) and Y(t)Y(t)? Why? (b) What is the value of C(0)C(0)? What does it measure? (c) Write an expression for C′(t)C'(t) in terms of A(t)A(t), A′(t)A'(t), Y(t)Y(t), and Y′(t)Y'(t). Explain your thinking. (d) What is the value of C′(0)C'(0)? What does it measure? (e) Based on the given information and your work above, estimate the value of C(1)C(1).

정답·풀이 보기

(a) A(t)A(t) 에이커에 에이커당 Y(t)Y(t) 부셸을 곱하면, tt 년에 농부가 생산하는 옥수수의 총 부셸 수 C(t)=A(t)Y(t)C(t) = A(t)Y(t) 부셸을 얻는다. (b) A(0)=7000A(0) = 7000 에이커이고 수확량이 Y(0)=170Y(0) = 170 에이커당 부셸로 주어져 있으므로 C(0)=A(0)Y(0)=(7000)(170)=1190000C(0) = A(0)Y(0) = (7000)(170) = 1190000 부셸이다. 따라서 농부는 올해 옥수수 11900001 190 000 부셸을 생산한다. (c) 곱의 미분법에 의해 C′(t)=A(t)Y′(t)+A′(t)Y(t)C'(t) = A(t)Y'(t) + A'(t)Y(t) 이다. (d) A(0)=7000A(0) = 7000 이고 Y(0)=170Y(0) = 170 이다. 또한 농부는 옥수수 재배 면적을 매년 600600 에이커의 비율로 늘릴 계획이고, 지금 평균 수확량이 매년 에이커당 88 부셸의 비율로 증가하고 있다고 예상한다고 주어져 있다. 따라서 A′(t)=600A'(t) = 600 이고 Y′(0)=8Y'(0) = 8 이다. 그러므로 C′(0)=A(0)Y′(0)+A′(0)Y(0)=(7000)(8)+(600)(170)=158000 .C'(0) = A(0)Y'(0) + A'(0)Y(0) = (7000)(8) + (600)(170) = 158 000\,. 여기서 A(t)A(t) 의 단위는 에이커이고 Y′(t)Y'(t) 의 단위는 매년 에이커당 부셸이므로, A(0)Y′(0)A(0)Y'(0) 의 단위는 부셸/년이다. 마찬가지로 A′(t)A'(t) 의 단위는 에이커/년이고 Y(t)Y(t) 의 단위는 에이커당 부셸이므로, A′(0)Y(0)A'(0)Y(0) 의 단위도 에이커당 부셸이다. 따라서 C′(0)C'(0) 의 단위는 에이커당 부셸이다. 그러므로 C′(0)=158000C'(0) = 158 000 은 농부가 생산할 수 있는 부셸 수가 올해 이후 매년 약 158000158 000 부셸씩 증가함을 나타낸다. (e) t=0t=0 에서 CC 의 선형근사는 L(t)=C(0)+C′(0)(t−0)=1190000+158000tL(t) = C(0) + C'(0)(t-0) = 119 0000 + 158 000t 이므로, C(1)≈L(1)=1190000+158000(1)=1348000C(1) \approx L(1) = 119 0000 + 158 000(1) = 1 348 000 부셸이다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) If we multiply A(t)A(t) acres by Y(t)Y(t) bushels per acre, we arrive at C(t)=A(t)Y(t)C(t) = A(t)Y(t) bushels as the total number of bushels of corn the farmer produces in year tt. (b) We are given that A(0)=7000A(0) = 7000 acres with a yield of Y(0)=170Y(0) = 170 bushels per acre, giving us C(0)=A(0)Y(0)=(7000)(170)=1190000C(0) = A(0)Y(0) = (7000)(170) = 1190000 bushels. Thus, the farmer produces 11900001 190 000 bushels of corn in the present year. (c) The product rule tells us that C′(t)=A(t)Y′(t)+A′(t)Y(t)C'(t) = A(t)Y'(t) + A'(t)Y(t). (d) We know A(0)=7000A(0) = 7000 and Y(0)=170Y(0) = 170. We are also given that the farmer will increase his number of acres devoted to growing corn at a rate of 600600 acres/year, and he expects that right now his average yield is increasing at a rate of 88 bushels per acre per year. This tells us that A′(t)=600A'(t) = 600 and Y′(0)=8Y'(0) = 8. So C′(0)=A(0)Y′(0)+A′(0)Y(0)=(7000)(8)+(600)(170)=158000 .C'(0) = A(0)Y'(0) + A'(0)Y(0) = (7000)(8) + (600)(170) = 158 000\,. Note that the units of A(t)A(t) are acres and the units of Y′(t)Y'(t) are bushels per acre per year. So the units of A(0)Y′(0)A(0)Y'(0) are bushels per year. Similarly, the units of A′(t)A'(t) are acres per year and the units of Y(t)Y(t) are bushels per acre, so the units of A′(0)Y(0)A'(0)Y(0) are also bushels per acre. So the units of C′(0)C'(0) are bushels per acre. Therefore, C′(0)=158000C'(0) = 158 000 tells us that the number of bushels the farmer can produce will increase by approximately 158000158 000 bushels for each year past the present year. (e) The linearization of CC at t=0t=0 is L(t)=C(0)+C′(0)(t−0)=1190000+158000tL(t) = C(0) + C'(0)(t-0) = 119 0000 + 158 000t, C(1)≈L(1)=1190000+158000(1)=1348000C(1) \approx L(1) = 119 0000 + 158 000(1) = 1 348 000bushels.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 2.4절 · 6번
# 곱과 몫의 미분법계산자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
52.Active Calculus · 2.3절 · 15번우리말 번역

f(v)f(v) 를 속도 vv (km/시)로 달리는 자동차의 연료 소비량(리터/km)이라고 하자. 다시 말해, f(v)f(v) 는 자동차가 시속 vv 킬로미터로 달릴 때 1킬로미터를 가는 데 사용하는 연료의 양(리터)을 나타낸다. 또한 f(80)=0.05f(80)=0.05 이고 f′(80)=0.0004f'(80) = 0.0004 라고 하자.

(a) g(v)g(v) 를 같은 자동차가 속도 vv 로 연료 1리터로 갈 수 있는 거리라고 하자. f(v)f(v) 와 g(v)g(v) 사이의 관계는 무엇입니까? 이를 이용하여 g(80)g(80) 과 g′(80)g'(80) 을 구하세요. (b) h(v)h(v) 를 속도 vv 로 달리는 자동차의 시간당 연료 소비량(리터/시)이라고 하자. 다시 말해, h(v)h(v) 는 자동차가 속도 vv 로 달릴 때 1시간 동안 사용하는 연료의 양(리터)을 나타낸다. h(v)h(v) 와 f(v)f(v) 사이의 대수적 관계는 무엇입니까? 이를 이용하여 h(80)h(80) 과 h′(80)h'(80) 을 구하세요. (c) 미적분을 전혀 모르는 운전자에게 이 함숫값과 미분계수의 실제적인 의미를 어떻게 설명하겠습니까? 답에서 다루는 각 함숫값과 미분계수에 단위를 포함하세요.

영어 원문 보기

Let f(v)f(v) be the gas consumption (in liters/km) of a car going at velocity vv (in km/hour). In other words, f(v)f(v) tells you how many liters of gas the car uses to go one kilometer if it is traveling at vv kilometers per hour. In addition, suppose that f(80)=0.05f(80)=0.05 and f′(80)=0.0004f'(80) = 0.0004.

(a) Let g(v)g(v) be the distance the same car goes on one liter of gas at velocity vv. What is the relationship between f(v)f(v) and g(v)g(v)? Hence find g(80)g(80) and g′(80)g'(80). (b) Let h(v)h(v) be the gas consumption in liters per hour of a car going at velocity vv. In other words, h(v)h(v) tells you how many liters of gas the car uses in one hour if it is going at velocity vv. What is the algebraic relationship between h(v)h(v) and f(v)f(v)? Hence find h(80)h(80) and h′(80)h'(80). (c) How would you explain the practical meaning of these function and derivative values to a driver who knows no calculus? Include units on each of the function and derivative values you discuss in your response.

정답·풀이 보기

(a) g(v)g(v) 의 단위는 “킬로미터/리터”임을 알 수 있다. f(v)f(v) 의 단위가 “리터/킬로미터”이므로 gg 는 ff 의 역수이다: g(v)=1f(v)g(v) = \frac{1}{f(v)}. 따라서 몫의 미분법에 의해 다음을 얻는다. g′(v)=f(v)⋅0−1⋅f′(v)f(v)2=−f′(v)f(v)2 .g'(v) = \frac{f(v) \cdot 0 - 1 \cdot f'(v)}{f(v)^2} = -\frac{f'(v)}{f(v)^2}\,. 또한 주어진 값을 이용하면 g(80)=1f(80)=10.05=20g(80) = \frac{1}{f(80)} = \frac{1}{0.05} = 20 킬로미터/리터이고, g′(80)=−f′(80)f(80)2=−0.00040.052=−0.16g'(80) = -\frac{f'(80)}{f(80)^2} = -\frac{0.0004}{0.05^2} = -0.16 이다. 여기서 g′(80)g'(80) 의 단위는 “킬로미터/리터/(킬로미터/시)”임에 주의한다. (b) h(v)h(v) 의 단위는 “리터/시”이고 f(v)f(v) 의 단위는 “리터/킬로미터”이므로, f(v)f(v) 에 vv (단위는 “킬로미터/시”)를 곱하면 v⋅f(v)v \cdot f(v) 의 단위가 h(v)h(v) 의 단위와 일치한다. 따라서 h(v)=v⋅f(v) .h(v) = v \cdot f(v)\,. 곱의 미분법에 의해 다음을 얻는다. h′(v)=v⋅ddv[f(v)]+ddv[v]⋅f(v)=v⋅f′(v)+1⋅f(v) .h'(v) = v \cdot \frac{d}{dv}[f(v)] + \frac{d}{dv}[v] \cdot f(v) = v \cdot f'(v) + 1 \cdot f(v)\,. ff 의 함숫값과 미분계수를 이용하면 h(80)=80⋅0.05=4h(80) = 80 \cdot 0.05 = 4 리터/시이고 h′(80)=80⋅0.0004+0.05=0.082h'(80) = 80 \cdot 0.0004 + 0.05 = 0.082 리터/시/(킬로미터/시)이다. (c) 미적분을 모르는 사람에게 이 함숫값과 미분계수의 의미를 설명하려면 다음과 같이 말할 수 있다.

  • 주어진 값 f(80)=0.05f(80) = 0.05 와 f′(80)=0.0004f'(80) = 0.0004 는 자동차가 시속 8080 킬로미터로 달릴 때 1킬로미터를 가는 데 연료를 0.050.05 리터 사용한다는 것을 알려 준다. 또한 속도가 시속 8080 km보다 시속 1킬로미터 더 빨라질 때마다, 자동차는 1킬로미터당 연료를 약 0.00040.0004 리터 더 사용할 것으로 예상된다.
  • g(80)=20g(80) = 20 과 g′(80)=−0.16g'(80) = -0.16 은 자동차가 시속 8080 킬로미터로 달릴 때 연료 1리터로 2020 킬로미터를 갈 수 있다는 것을 알려 준다. 또한 속도가 시속 8080 km보다 시속 1킬로미터 더 빨라질 때마다, 자동차는 연료 1리터로 갈 수 있는 거리가 약 0.160.16 킬로미터 줄어들 것으로 예상된다.
  • 마지막으로 h(80)=4h(80) = 4 와 h′(80)=0.82h'(80) = 0.82 는 자동차가 시속 8080 킬로미터로 달릴 때 1시간 동안 연료를 44 리터 사용한다는 것을 알려 준다. 또한 속도가 시속 8080 km보다 시속 1킬로미터 더 빨라질 때마다, 자동차는 1시간당 연료를 약 0.0820.082 리터 더 사용할 것으로 예상된다. 이 세 가지 관찰은 모두 본질적으로 같은 내용을 서로 다른 관점에서 말하고 있음에 주의한다. 첫째는 연료 소비량을 리터/킬로미터로 나타낸 것이고, 둘째는 킬로미터/리터로 나타낸 것이며, 마지막은 리터/시로 나타낸 것이다.
원본 교재 풀이(영어)

(a) Observe that the units on g(v)g(v) are “kilometers per liter”. Since the units on f(v)f(v) are “liters per kilometer”, it follows that gg is the reciprocal of ff: g(v)=1f(v)g(v) = \frac{1}{f(v)}. By the quotient rule, we then know that g′(v)=f(v)⋅0−1⋅f′(v)f(v)2=−f′(v)f(v)2 .g'(v) = \frac{f(v) \cdot 0 - 1 \cdot f'(v)}{f(v)^2} = -\frac{f'(v)}{f(v)^2}\,. Further, using the given values we can say that g(80)=1f(80)=10.05=20g(80) = \frac{1}{f(80)} = \frac{1}{0.05} = 20 kilometers per liter, and g′(80)=−f′(80)f(80)2=−0.00040.052=−0.16g'(80) = -\frac{f'(80)}{f(80)^2} = -\frac{0.0004}{0.05^2} = -0.16. Note that the units on g′(80)g'(80) are “kilometers per liter per kilometer per hour”. (b) Since the units on h(v)h(v) are “liters per hour”, and the units on f(v)f(v) are “liters per kilometer”, we note that if we multiply f(v)f(v) by vv (whose units are “kilometers per hour”), we get that the units on v⋅f(v)v \cdot f(v) match the units of h(v)h(v). Thus, h(v)=v⋅f(v) .h(v) = v \cdot f(v)\,. By the product rule, it follows that h′(v)=v⋅ddv[f(v)]+ddv[v]⋅f(v)=v⋅f′(v)+1⋅f(v) .h'(v) = v \cdot \frac{d}{dv}[f(v)] + \frac{d}{dv}[v] \cdot f(v) = v \cdot f'(v) + 1 \cdot f(v)\,. Using the known function and derivative values of ff, we determine that h(80)=80⋅0.05=4h(80) = 80 \cdot 0.05 = 4 liters per hour and h′(80)=80⋅0.0004+0.05=0.082h'(80) = 80 \cdot 0.0004 + 0.05 = 0.082 liters per hour per kilometer per hour. (c) To explain the meaning of these function and derivative values to someone who doesn't know calculus, we could say something like the following:

  • The given values of f(80)=0.05f(80) = 0.05 and f′(80)=0.0004f'(80) = 0.0004 tell us that when the car is going 8080 kilometers per hour, it is using 0.050.05 liters of fuel for every kilometer it travels. In addition, for each additional kilometer per hour of velocity above 8080 kph, we expect that the car will use about an additional 0.00040.0004 liters of fuel per kilometer.
  • The values of g(80)=20g(80) = 20 and g′(80)=−0.16g'(80) = -0.16 tell us that when the car is going 8080 kilometers per hour, it is able to travel 2020 kilometers for each liter of fuel used. In addition, for each additional kilometer per hour of velocity above 8080 kph, we expect that the car will be able to travel about 0.160.16 fewer kilometers per liter of fuel.
  • Finally, the values of h(80)=4h(80) = 4 and h′(80)=0.82h'(80) = 0.82 tell us that when the car is going 8080 kilometers per hour, it is using 44 liters of fuel for every hour it travels. In addition, for each additional kilometer per hour of velocity above 8080 kph, we expect that the car will ues about 0.0820.082 more liters of fuel per hour. Note that all three of these observations are saying fundamentally the same thing, just from different perspectives: the first regards fuel consumption measured in liters per kilometer; the second regards fuel consumption in kilometers per liter; and the last regards fuel consumption in liters per hour.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 2.3절 · 14번
# 곱과 몫의 미분법활용자동 분류
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