유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
6문제 · 1 / 1쪽
1.OpenStax 1권 · 6.4절 · 29번우리말 풀이
다음 문제에서 주어진 곡선을 x 축을 중심으로 회전시킬 때 생기는 곡면의 넓이를 구하세요. 적분을 정확히 구할 수 없으면 계산기로 근삿값을 구하세요.
y=7x (x=−1 부터 x=1 까지)
영어 원문 보기
For the following exercises, find the surface area of the volume generated when the following curves revolve around the x-axis. If you cannot evaluate the integral exactly, use your calculator to approximate it.
y=7x from x=−1tox=1
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풀이 보기
겉넓이는 ∫2π(반지름)ds 이고, 반지름은 ∣y∣, ds=1+(y′)2dx 예요.
1
x 축 둘레로 돌린 곡면의 넓이는 S=∫ab2π∣y∣1+(y′)2dx 예요. 반지름은 축에서 곡선까지의 거리 ∣y∣ 라서 절댓값이 필요해요.
2
y′=7 이므로 1+49=50=52 이고 ∣y∣=7∣x∣ 예요.
3
S=2π∫−117∣x∣⋅52dx=702π∫−11∣x∣dx
4
∫−11∣x∣dx=2∫01xdx=2⋅21=1 이므로 S=702π 예요.
5
검산해요. 이 곡면은 꼭짓점이 원점인 두 원뿔을 맞붙인 모양이에요. 한 원뿔은 밑면 반지름 7, 높이 1, 빗변 50 이므로 옆넓이 π⋅7⋅50=352π 이고, 둘을 합하면 702π 예요.
답
702π
자주 하는 실수
x<0 에서 y 가 음수라 반지름이 음수가 되어 구간 전체가 0 으로 상쇄된다고 착각해요. 반지름은 ∣y∣ 예요.
Find the average value of the function y=x2logx on the interval
1≤x≤e.
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정답·풀이 보기
정의에 따라 평균은
e−11∫1ex2logxdxTo antidifferentiate, we use integration by parts with u=logx and dv=x2dx, hence du=x1dx and v=31x3.e−11∫1ex2logxdx=e−11([31x3logx]1e−∫1e31x2dx)=e−11[3x3logx−9x3]x=1x=e=e−11[3e3−9e3+91]=e−11[92e3+91]
원본 교재 풀이(영어)
By definition, the average is
e−11∫1ex2logxdxTo antidifferentiate, we use integration by parts with u=logx and dv=x2dx, hence du=x1dx and v=31x3.e−11∫1ex2logxdx=e−11([31x3logx]1e−∫1e31x2dx)=e−11[3x3logx−9x3]x=1x=e=e−11[3e3−9e3+91]=e−11[92e3+91]
For the first integral we use the substitution u=sinx,
du=cosxdx, cos2x=1−sin2x=1−u2.
Note that the endpoints
x=0 and x=2π become u=0 and u=1, respectively.
k 를 양의 상수라 하자.
구간 0≤x≤π/k 에서 함수 f(x)=sin(kx) 의 평균값을 구하세요.
영어 원문 보기
Let k be a positive constant.
Find the average value of the function f(x)=sin(kx) on the interval
0≤x≤π/k.
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정의에 따라, 구하는 평균값은 다음과 같다.
Ave=π/k−01∫0π/ksin(kx)dx
이 적분을 계산하기 위해 치환 u=kx,
du=kdx 를 사용한다.
적분 구간의 양 끝 x=0 과 x=π/k 는 각각 u=0 과 u=π 로 바뀜에 유의한다. 따라서
Ave=πk∫0πsin(u)kdu=π1[−cos(u)]0π=π2
참고: 평균값은 k 에 의존하지 않는다. 그 이유를 보기 위해, x 가 변할 때 sin(kx) 는 −1 과 1 사이의 값을 가짐에 주목하자. x=0 일 때 kx=0 이고, x=π/k 일 때 kx=π 이다. 따라서 함수 sin(kx) 는 sin0=0 에서 sin(π/2)=1 까지 올라갔다가, 다시 sinπ=0 까지 내려온다.
원본 교재 풀이(영어)
By definition, the average value in question equals
Ave=π/k−01∫0π/ksin(kx)dx
To evaluate the integral, we use the substitution u=kx,
du=kdx.
Note that the endpoints
x=0 and x=π/k become u=0 and u=π, respectively. So
Ave=πk∫0πsin(u)kdu=π1[−cos(u)]0π=π2
Remark: the average does not depend on k. To see why this is, note that sin(kx) runs between −1 and 1 as x changes. When x=0, kx=0, and when x=π/k, kx=π. So, our function sin(kx) runs exactly from sin0=0 to sin(π/2)=1, then back down to sinπ=0.
e−11∫1exlogxdxTo integrate, we use the substitution u=logx, du=x1dx. Then the limits of integration become 0 and 1, respectively.e−11∫1exlogxdx=e−11∫01udu=e−11[2u2]01=2(e−1)1