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

36문제 · 2 / 2쪽

21.OpenStax 1권 · 4.1절 · 32번우리말 번역

물의 깊이가 5 ft일 때, 물의 깊이가 변하는 비율을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the rate at which the depth of the water is changing when the water has a depth of 5 ft.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 9번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
22.OpenStax 1권 · 4.1절 · 33번우리말 번역

물의 깊이가 1 ft일 때, 물의 깊이가 변하는 비율을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the rate at which the depth of the water is changing when the water has a depth of 1 ft.

정답·풀이 보기

2519π\frac{25}{19\pi } ft/min

원본 교재 풀이(영어)

2519π\frac{25}{19\pi } ft/min

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 29번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
23.OpenStax 1권 · 4.1절 · 34번우리말 번역

물의 깊이가 2 ft일 때 높이가 1 in./min의 변화율로 증가하고 있다면, 물을 퍼 넣는 비율을 구하세요.

영어 원문 보기

If the height is increasing at a rate of 1 in./min when the depth of the water is 2 ft, find the rate at which water is being pumped in.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 35번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
24.OpenStax 1권 · 4.1절 · 35번우리말 번역

트럭에서 자갈을 내리면 자갈이 10 ft3/min의 비율로 원뿔 모양의 더미로 쌓입니다. 원뿔 밑면의 반지름은 원뿔의 높이의 3배입니다. 더미의 높이가 5 ft일 때, 자갈 더미의 높이의 변화율을 구하세요.

영어 원문 보기

Gravel is being unloaded from a truck and falls into a pile shaped like a cone at a rate of 10 ft3/min. The radius of the cone base is three times the height of the cone. Find the rate at which the height of the gravel changes when the pile has a height of 5 ft.

정답·풀이 보기

245π\frac{2}{45\pi } ft/min

원본 교재 풀이(영어)

245π\frac{2}{45\pi } ft/min

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 37번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
25.OpenStax 1권 · 4.1절 · 36번우리말 번역

앞의 문제와 비슷한 상황에서, 더미의 높이가 5 ft이고 높이가 4 in./min의 속도로 증가하고 있을 때, 자갈을 내리는 속도를 구하세요.

영어 원문 보기

Using a similar setup from the preceding problem, find the rate at which the gravel is being unloaded if the pile is 5 ft high and the height is increasing at a rate of 4 in./min.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 11번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
26.OpenStax 1권 · 4.1절 · 38번우리말 번역

당신은 땅 위에 있는 병로켓에서 40 ft 떨어진 곳에 서서, 물로켓이 20 ft/sec 의 속도로 수직으로 공중에 날아오르는 것을 보고 있습니다. 로켓이 공중 30 ft 높이에 있을 때 올려본각이 변하는 비율을 구하세요.

영어 원문 보기

You stand 40 ft from a bottle rocket on the ground and watch as it takes off vertically into the air at a rate of 20 ft/sec. Find the rate at which the angle of elevation changes when the rocket is 30 ft in the air.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.2절 · 22번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
27.OpenStax 1권 · 4.1절 · 43번우리말 번역

[계산기 사용] 타자가 공을 2루 쪽으로 80 ft/sec 로 치고 1루 쪽으로 30 ft/sec 의 속력으로 달립니다. 주자가 1루까지 거리의 3분의 1을 달렸을 때 공과 타자 사이의 거리는 어떤 비율로 변하는지 구하세요. (힌트: 코사인법칙을 떠올려 보세요.)

영어 원문 보기

[T] A batter hits a ball toward second base at 80 ft/sec and runs toward first base at a rate of 30 ft/sec. At what rate does the distance between the ball and the batter change when the runner has covered one-third of the distance to first base? (Hint: Recall the law of cosines.)

정답·풀이 보기

거리는 62.5062.50 ft/sec 의 비율로 증가하고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

The distance is increasing at a rate of 62.5062.50 ft/sec.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 5번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
28.OpenStax 1권 · 4.1절 · 44번우리말 번역

[계산기 사용] 타자가 공을 치고 1루 쪽으로 22 ft/sec 의 속력으로 달립니다. 주자가 30 ft 를 달렸을 때 주자와 2루 사이의 거리는 어떤 비율로 변하는지 구하세요.

영어 원문 보기

[T] A batter hits the ball and runs toward first base at a speed of 22 ft/sec. At what rate does the distance between the runner and second base change when the runner has run 30 ft?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.1절 · 29번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
29.OpenStax 1권 · 4.1절 · 45번우리말 번역

[계산기 사용] 1루와 2루에서 주자들이 출발합니다. 야구공이 타격되면 1루 주자는 2루 쪽으로 18 ft/sec 의 속력으로 달리고 2루 주자는 3루 쪽으로 20 ft/sec 의 속력으로 달립니다. 공이 타격된 지 1초 후에 주자들 사이의 거리는 얼마나 빠르게 변하는지 구하세요.

영어 원문 보기

[T] Runners start at first and second base. When the baseball is hit, the runner at first base runs at a speed of 18 ft/sec toward second base and the runner at second base runs at a speed of 20 ft/sec toward third base. How fast is the distance between runners changing 1 sec after the ball is hit?

정답·풀이 보기

거리는 11.9911.99 ft/sec 의 비율로 감소하고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

The distance is decreasing at a rate of 11.9911.99 ft/sec.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.2절 · 1번
# 관련 변화율활용자동 분류
OpenStax Calculus Volume 1 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
30.APEX · 4.2절 · 3번우리말 번역

물이 평평한 면 위로 매초 5cm3^3의 비율로 흘러 깊이 10mm인 원형 물웅덩이를 만든다. 반지름이 다음과 같을 때, 반지름은 얼마나 빠르게 커지고 있나요?

(a) 1 cm (b) 10 cm (c) 100 cm

영어 원문 보기

Water flows onto a flat surface at a rate of 5cm3^3/s forming a circular puddle 10mm deep. How fast is the radius growing when the radius is:

(a) 1 cm? (b) 10 cm? (c) 100 cm?

정답·풀이 보기

(a) 5/(2π)≈0.7965/(2\pi) \approx 0.796cm/s (b) 1/(4π)≈0.07961/(4\pi)\approx 0.0796 cm/s (c) 1/(40π)≈0.007961/(40\pi)\approx 0.00796 cm/s

원본 교재 풀이(영어)

(a) 5/(2π)≈0.7965/(2\pi) \approx 0.796cm/s (b) 1/(4π)≈0.07961/(4\pi)\approx 0.0796 cm/s (c) 1/(40π)≈0.007961/(40\pi)\approx 0.00796 cm/s

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 1번
# 관련 변화율활용자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
31.APEX · 4.2절 · 11번우리말 번역

깊이가 20ft이고 윗면의 지름이 10ft인 거꾸로 세운 원뿔 모양의 탱크에 10ft3^3/min의 속도로 물을 채우고 있다. 물의 깊이가 다음과 같을 때, 탱크 안의 물은 어느 정도의 속도로 차오르고 있나요?

(a) 1피트 (b) 10피트 (c) 19피트

빈 상태에서 시작하면 탱크를 가득 채우는 데 시간이 얼마나 걸리나요?

영어 원문 보기

An inverted cylindrical cone, 20ft deep and 10ft across at the top, is being filled with water at a rate of 10ft3^3/min. At what rate is the water rising in the tank when the depth of the water is:

(a) 1 foot? (b) 10 feet? (c) 19 feet?

How long will the tank take to fill when starting at empty?

정답·풀이 보기

(a) 50.9250.92 ft/min (b) 0.5090.509 ft/min (c) 0.1410.141 ft/min

탱크의 용량이 약 523.6ft3^3이므로 약 52.36분이 걸린다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) 50.9250.92 ft/min (b) 0.5090.509 ft/min (c) 0.1410.141 ft/min

As the tank holds about 523.6ft3^3, it will take about 52.36 minutes.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 10번
# 관련 변화율활용자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
32.APEX · 4.2절 · 14번우리말 번역

열기구가 지면에서 수직으로 떠오른다. 100피트 떨어진 곳에서 키가 5'인 여성이 열기구가 움직이는 경로를 관찰한다. 그 여성이 열기구를 바라보는 시선이 수평선과 이루는 각이 45∘^\circ일 때, 이 각은 약 5∘^\circ/min의 비율로 증가하고 있음을 알게 된다.

(a) 열기구의 높이는 얼마인가요? (b) 열기구는 얼마나 빠르게 올라가고 있나요?

영어 원문 보기

A hot air balloon lifts off from ground rising vertically. From 100 feet away, a 5' woman tracks the path of the balloon. When her sightline with the balloon makes a 45∘^\circ angle with the horizontal, she notes the angle is increasing at about 5∘^\circ/min.

(a) What is the elevation of the balloon? (b) How fast is it rising?

정답·풀이 보기

(a) 열기구는 지상 105ft 높이에 있다. (b) 열기구는 17.45ft/min의 속도로 올라가고 있다. (힌트: 모든 각을 라디안으로 바꾸세요.)

원본 교재 풀이(영어)

(a) The balloon is 105ft in the air. (b) The balloon is rising at a rate of 17.45ft/min. (Hint: convert all angles to radians.)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 7번
# 관련 변화율활용자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
33.APEX · 4.2절 · 15번우리말 번역

조경 자재를 생산하는 한 회사가 모래를 원뿔 모양으로 쌓고 있다. 모래는 5ft3^3/sec의 속도로 쏟아지고 있으며, 모래의 물리적 성질과 중력이 함께 작용하여 원뿔의 높이는 밑면인 원의 지름 길이의 약 2/3가 된다.

원뿔의 높이가 30피트일 때, 원뿔은 얼마나 빠르게 높아지고 있나요?

영어 원문 보기

A company that produces landscaping materials is dumping sand into a conical pile. The sand is being poured at a rate of 5ft3^3/sec; the physical properties of the sand, in conjunction with gravity, ensure that the cone's height is roughly 2/3 the length of the diameter of the circular base.

How fast is the cone rising when it has a height of 30 feet?

정답·풀이 보기

원뿔은 0.0030.003ft/s의 속도로 높아지고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

The cone is rising at a rate of 0.0030.003ft/s.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 14번
# 관련 변화율활용자동 분류
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
34.CLP-1 · 3.2절 · 24번우리말 번역

양 AA, BB, CC, DD는 모두 시간에 따라 변하며, 다음 식으로 서로 관련되어 있습니다. AB=log⁡(C2+D2+1).AB=\log\left(C^2+D^2+1\right). 시각 t=10t=10 일 때, 다음 값이 알려져 있습니다.

  • A=0A=0
  • dAdt=2\displaystyle \frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}t}=2 (단위/초)

t=10t=10 일 때 BB 를 구하세요.

영어 원문 보기

The quantities AA, BB, CC, and DD all depend on time, and are related by the formula AB=log⁡(C2+D2+1).AB=\log\left(C^2+D^2+1\right). At time t=10t=10, the following values are known:

  • A=0A=0
  • dAdt=2\displaystyle \frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}t}=2 units per second

What is BB when t=10t=10?

정답·풀이 보기

A=0A=0 이므로, 변수들을 관련짓는 등식에서 다음을 알 수 있다:

0=log⁡(C2+D2+1)1=C2+D2+10=C2+D20=C=D이 정보는 아마 유용할 것이다. 도함수의 값도 주어졌으므로, 변수들을 관련짓는 등식을 t 에 대해 음함수 미분하자. 표기를 간단히 하기 위해 dAdt=A′ 등으로 쓰겠다.A′B+AB′=2CC′+2DD′C2+D2+1t=10 일 때 A=C=D=0 이므로:A′B+0=0+00+0+1A′B=0t=10 일 때 A′=2 (단위/초)이므로:2B=0B=0.\begin{aligned} 0&=\log\left(C^2+D^2+1\right)\\ 1&=C^2+D^2+1\\ 0&=C^2+D^2\\ 0&=C=D \\ \text{이 정보는 아마 유용할 것이다. 도함수의 값도 주어졌으므로, 변수들을 관련짓는 등식을 $t$ 에 대해 음함수 미분하자. 표기를 간단히 하기 위해 $\displaystyle \frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}t}=A'$ 등으로 쓰겠다.} \\ A'B+AB'&=\frac{2CC'+2DD'}{C^2+D^2+1} \\ \text{$t=10$ 일 때 $A=C=D=0$ 이므로:} \\ A'B+0&=\frac{0+0}{0+0+1}\\ A'B&=0 \\ \text{$t=10$ 일 때 $A'=2$ (단위/초)이므로:} \\ 2B&=0\\ B&=0. \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Since A=0A=0, the equation relating the variables tells us:

0=log⁡(C2+D2+1)1=C2+D2+10=C2+D20=C=DThis will probably be useful information. Since we’re also given the value of a derivative, let’s differentiate the equation relating the variables implicitly with respect to t. For ease of notation, we will write dAdt=A′, etc.A′B+AB′=2CC′+2DD′C2+D2+1At t=10, A=C=D=0:A′B+0=0+00+0+1A′B=0at t=10, A′=2 units per second:2B=0B=0.\begin{aligned} 0&=\log\left(C^2+D^2+1\right)\\ 1&=C^2+D^2+1\\ 0&=C^2+D^2\\ 0&=C=D \\ \text{This will probably be useful information. Since we're also given the value of a derivative, let's differentiate the equation relating the variables implicitly with respect to $t$. For ease of notation, we will write $\displaystyle \frac{\mathrm{d}A}{\mathrm{d}t}=A'$, etc.} \\ A'B+AB'&=\frac{2CC'+2DD'}{C^2+D^2+1} \\ \text{At $t=10$, $A=C=D=0$:} \\ A'B+0&=\frac{0+0}{0+0+1}\\ A'B&=0 \\ \text{at $t=10$, $A'=2$ units per second:} \\ 2B&=0\\ B&=0. \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 4.2절 · 2번
# 관련 변화율활용도전자동 분류
35.Active Calculus · 3.1절 · 9번우리말 번역

돛단배 한 척이 부두 근처에 정지해 있다. 배의 뱃머리에 매단 밧줄이 도르래를 거쳐 끌어당겨지는데, 이 도르래는 부두 끝에 세워진 기둥 위에 있으며 뱃머리보다 5피트 더 높다. 밧줄을 초당 2피트의 비율로 끌어당길 때, 뱃머리에서 도르래까지의 밧줄 길이가 13피트인 순간에 배는 얼마나 빠르게 부두에 가까워지고 있는지 구하세요.

영어 원문 보기

A sailboat is sitting at rest near its dock. A rope attached to the bow of the boat is drawn in over a pulley that stands on a post on the end of the dock that is 5 feet higher than the bow. If the rope is being pulled in at a rate of 2 feet per second, how fast is the boat approaching the dock when the length of rope from bow to pulley is 13 feet?

정답·풀이 보기

주어진 정보를 이용하여 아래와 같은 그림을 그린다.

이 그림에 대체 텍스트를 추가하세요.

그림과 같이 도르래에서 배의 뱃머리 높이까지의 수직 높이는 55 이고, 도르래에서 뱃머리까지의 밧줄 길이를 zz, 부두에서 뱃머리까지의 수평 거리를 xx 라 하자.

밧줄을 초당 22 피트의 비율로 끌어당기므로 dzdt=−2\frac{dz}{dt} = -2 피트/초이다. 뱃머리에서 도르래까지의 밧줄 길이가 13피트일 때 배가 얼마나 빠르게 부두에 가까워지는지 알고 싶으므로 dxdt∣z=13\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z=13} 을 구해야 한다. 따라서 변하는 두 양 zz 와 xx 사이의 관계를 세워야 한다.

밧줄, (수직으로 연장한) 기둥, 그리고 뱃머리에서 기둥까지의 수평 거리는 언제나 직각삼각형을 이루므로

x2+52=z2 .x^2 + 5^2 = z^2\,. 이제 zz 와 xx 의 관계를 얻었으므로 이 등식의 양변을 tt 에 대해 미분한다. 연쇄 법칙에 의해

2xdxdt=2zdzdt .2x \frac{dx}{dt} = 2z \frac{dz}{dt}\,. z=13z = 13 인 순간에는 x2+52=132x^2 + 5^2 = 13^2 이므로 x=12x = 12 이다. z=13z = 13 인 순간의 주어진 정보를 모두 이용하면 (dzdt=−2\frac{dz}{dt} = -2 포함),

2(12)dxdt∣z=13=2(13)(−2) .2(12) \left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13} = 2(13)(-2)\,. dxdt∣z=13\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13} 에 대해 풀면

dxdt∣z=13=−136\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13} = -\frac{13}{6}

피트/초이다. 따라서 배는 초당 136≈2.167\frac{13}{6} \approx 2.167 피트의 비율로 부두에 가까워지고 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Using the given information, we construct the figure shown below.

ADD ALT TEXT TO THIS IMAGE

As pictured, we know that 55 is the vertical height from the pulley to the level of the bow of the boat, and we let zz be the length of the rope from the pulley to the bow of the boat, and xx the horizontal distance from the dock to the bow of the boat.

We are given that the rope is being pulled in at 22 feet per second, and thus dzdt=−2\frac{dz}{dt} = -2 feet per second. Because we want to know how fast the boat is approaching the dock when the length of rope from bow to pulley is 13 feet, we want to know dxdt∣z=13\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z=13}. Thus, we need to relate the changing quantities zz and xx.

Because the rope, the post (vertically extended), and the horizontal distance from the bow of the boat to the post on the dock form a right triangle at all times, it follows that

x2+52=z2 .x^2 + 5^2 = z^2\,. Having now related zz and xx, we differentiate this equation with respect to tt. By the chain rule, we now see that

2xdxdt=2zdzdt .2x \frac{dx}{dt} = 2z \frac{dz}{dt}\,. At the instant z=13z = 13, x2+52=132x^2 + 5^2 = 13^2, and thus x=12x = 12. Using all of the given information at the instant z=13z = 13 (including that dzdt=−2\frac{dz}{dt} = -2),

2(12)dxdt∣z=13=2(13)(−2) .2(12) \left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13} = 2(13)(-2)\,. Solving for dxdt∣z=13\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13},

dxdt∣z=13=−136\left. \frac{dx}{dt} \right|_{z = 13} = -\frac{13}{6}

feet per second. Thus the boat is approaching the dock at a rate of 136≈2.167\frac{13}{6} \approx 2.167 feet per second.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 3.1절 · 11번
# 관련 변화율활용자동 분류
Active Calculus CC BY-SA우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
36.Active Calculus · 3.1절 · 11번우리말 번역

야구장의 다이아몬드는 한 변의 길이가 9090 피트인 정사각형이다. 한 야구 선수가 2루에서 3루로 초당 2424 피트의 속력으로 진루하고 있고, 심판이 홈 플레이트 위에 서 있다고 하자. θ\theta를 3루선과 심판에서 주자를 향한 시선이 이루는 각이라고 하자. 주자가 3루에서 3030 피트 떨어져 있을 때, θ\theta는 얼마나 빠르게 변하는지 구하세요.

영어 원문 보기

A baseball diamond is a square with sides 9090 feet long. Suppose a baseball player is advancing from second to third base at the rate of 2424 feet per second, and an umpire is standing on home plate. Let θ\theta be the angle between the third baseline and the line of sight from the umpire to the runner. How fast is θ\theta changing when the runner is 3030 feet from third base?

정답·풀이 보기

xx를 2루에서 3루로 가는 경로에서 주자와 3루 사이의 거리, zz를 홈 플레이트에 있는 심판에서 주자까지의 거리라 하고, θ\theta를 3루선과 심판에서 주자를 향한 시선이 이루는 각이라 하자. 아래 그림을 보자.

이 그림에 대체 텍스트를 추가하세요.

xx, zz, θ\theta는 각각 암묵적으로 tt의 함수이다. 주자가 초당 2424 피트의 속력으로 진루하고 있으므로 dxdt=−24\frac{dx}{dt} = -24 이다. 구하려는 것이 dθdt∣x=30\left. \frac{d\theta}{dt} \right|_{x = 30} 이므로 xx와 θ\theta 사이의 관계를 찾아야 한다.

먼저 정의에 의해

tan⁡(θ)=x90=190x .\tan(\theta) = \frac{x}{90} = \frac{1}{90}x\,. 이다. xx와 θ\theta의 관계를 구했으므로, 위 등식의 양변을 tt에 대해 미분할 수 있다. 연쇄 법칙에 의해

sec⁡2(θ)dθdt=190dxdt ,\sec^2 (\theta) \frac{d\theta}{dt} = \frac{1}{90} \frac{dx}{dt}\,, 이고, 따라서

dθdt=190sec⁡2(θ)dxdt\frac{d\theta}{dt} = \frac{1}{90 \sec^2 (\theta)} \frac{dx}{dt}

이다.

x=30x = 30 인 순간에는 x2+902=z2x^2 + 90^2 = z^2 이므로 z=902+302=9000=3010z = \sqrt{90^2 + 30^2} = \sqrt{9000} = 30\sqrt{10} 이다. 따라서 같은 순간에 sec⁡(θ)=1cos⁡(θ)=301090=103\sec(\theta) = \frac{1}{\cos(\theta)} = \frac{30\sqrt{10}}{90} = \frac{\sqrt{10}}{3} 이다. 또한 dxdt=−24\frac{dx}{dt} = -24 임을 기억하자. 이 정보를 xx와 θ\theta의 변화율을 연결하는 식에 적용하면

dθdt∣x=30=190(103)2(−24)=−1100(24)=−0.24\left. \frac{d\theta}{dt} \right|_{x = 30} = \frac{1}{90 \left( \frac{\sqrt{10}}{3} \right)^2} (-24) = -\frac{1}{100}(24) = -0.24

라디안/초이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let xx represent the distance from the runner to third base along the path from second to third, let zz be the distance from the umpire at home plate to the runner, and call θ\theta the angle between the third baseline and the line of sight from the umpire to the runner. See the figure below.

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Each of xx, zz, and θ\theta is implicitly a function of tt. We are given that the runner is advancing at a rate of 2424 feet per second, so dxdt=−24\frac{dx}{dt} = -24. Since we want to know dθdt∣x=30\left. \frac{d\theta}{dt} \right|_{x = 30}, we want to relate xx and θ\theta.

We first observe that by definition,

tan⁡(θ)=x90=190x .\tan(\theta) = \frac{x}{90} = \frac{1}{90}x\,. Having related xx and θ\theta, we can differentiate both sides of the preceding equation with respect to tt. By the chain rule,

sec⁡2(θ)dθdt=190dxdt ,\sec^2 (\theta) \frac{d\theta}{dt} = \frac{1}{90} \frac{dx}{dt}\,, and thus

dθdt=190sec⁡2(θ)dxdt\frac{d\theta}{dt} = \frac{1}{90 \sec^2 (\theta)} \frac{dx}{dt}

At the instant x=30x = 30, since x2+902=z2x^2 + 90^2 = z^2, z=902+302=9000=3010z = \sqrt{90^2 + 30^2} = \sqrt{9000} = 30\sqrt{10}. Hence, at this same instance, sec⁡(θ)=1cos⁡(θ)=301090=103\sec(\theta) = \frac{1}{\cos(\theta)} = \frac{30\sqrt{10}}{90} = \frac{\sqrt{10}}{3}. Recall we also know that dxdt=−24\frac{dx}{dt} = -24. Applying this information to the equation that relates the rates of change of xx and θ\theta,

dθdt∣x=30=190(103)2(−24)=−1100(24)=−0.24\left. \frac{d\theta}{dt} \right|_{x = 30} = \frac{1}{90 \left( \frac{\sqrt{10}}{3} \right)^2} (-24) = -\frac{1}{100}(24) = -0.24

radians per second.

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