유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
26문제 · 2 / 2쪽
21.APEX · 7.1절 · 19번우리말 번역
연습문제 13–20에서, 함수 f 와 g 로 둘러싸인 전체 넓이를 구하세요.
함수 f(x)=cos(x) 와 g(x)=sinx 는 무한히 많은 점에서 만나, 반복되는 둘러싸인 영역을 무수히 많이 만든다. 이 영역들의 넓이를 구하세요.
영어 원문 보기
In Exercises 13–20, find the total area enclosed by the functions f and g.
The functions f(x)=cos(x) and g(x)=sinx intersect infinitely many times, forming an infinite number of repeated, enclosed regions. Find the areas of these regions.
정답·풀이 보기
둘러싸인 모든 영역의 넓이는 같으며, 이웃한 영역끼리는 서로 대칭이다. 한 영역은 [π/4,5π/4] 에서 만들어지고, 그 넓이는 22 이다.
원본 교재 풀이(영어)
All enclosed regions have the same area, with regions being the reflection of adjacent regions. One region is formed on [π/4,5π/4], with area 22.
함수 f(x)=cos(2x) 와 g(x)=sinx 는 무수히 많은 점에서 만나며, 반복되는 둘러싸인 영역이 무수히 많이 생깁니다. 이 영역들의 넓이를 구하세요.
영어 원문 보기
In Exercises 13–20, find the total area enclosed by the functions f and g.
The functions f(x)=cos(2x) and g(x)=sinx intersect infinitely many times, forming an infinite number of repeated, enclosed regions. Find the areas of these regions.
정답·풀이 보기
[π/6,5π/6] 와 같은 영역에서 넓이는 33/2 이다. [−π/2,π/6] 와 같은 영역에서 넓이는 33/4 이다.
원본 교재 풀이(영어)
On regions such as [π/6,5π/6], the area is 33/2. On regions such as [−π/2,π/6], the area is 33/4.
The curves intersect when y=x and y=x3−x. To find these points, we set:
x000=x3−x=x3−2x=x(x2−2)=xor0=x2−2
For x≥0, the curves intersect at (0,0) and (2,2).
A handy observation is that, since both curves are continuous and they do not meet each other between x=0 and x=2, we don't have to worry about dividing our area into two regions: one of the functions is always on the top, and the other is always on the bottom.
Using vertical strips:
The top and bottom boundaries of the specified region are y=T(x)=x
and y=B(x)=x3−x, respectively. So,
First, let's figure out what our curve x=y2+y=y(y+1) looks like.
The curve intercepts the y-axis when y=0 and y=−1.
The x-values of the curve are negative when −1<y<0, and positive elsewhere.
This leads to the figure below. We're evaluating the area from y=−1 to y=0. Since y2+y is negative there, the length of our (horizontal) slices are 0−(y2+y).
We need to figure out which curve is on top, when. To do this, set h(x)=3x−x25−x2. If h(x)>0, then y=3x is the top curve; if h(x)<0, then y=x25−x2 is the top curve.
h(x)We only care about values of x in [0,4], so x is nonnegative. Then h(x) is positive when:39x2x=3x−x25−x2=x[3−25−x2]>25−x2>25−x2>16>4
That is, h(x) is never positive over the interval [0,4]. So, y=x25−x2 lies above y=3x for all 0≤x≤4.
A=∫−11(1+a−(1+a)x2)dx=(1+a)x−31+ax3−11=(1+a)(1)−31+a(1)3−((1+a)(−1)−31+a(−1)3)=2(1+a)−32(1+a)=34(1+a).A=2 가 되는 a 의 값을 구해야 하므로 다음 방정식을 푼다.
2=34(1+a), 이로부터 a=21 이다. 따라서 아래 그림에서 두 곡선 사이의 넓이는 정확히 A=2 이다.
원본 교재 풀이(영어)
Both of these quadratic functions pass through the points (−1,0) and (1,0), and thus these are the two intersection points for all positive values of a. In addition, since 1−x2>ax2−a on −1<x<1, it follows that the area between the curves is given by
A=∫−11(1−x2−(ax2−a))dx=∫−11((1+a)−(1+a)x2)dx. Evaluating the integral, we find that
A=∫−11(1+a−(1+a)x2)dx=(1+a)x−31+ax3−11=(1+a)(1)−31+a(1)3−((1+a)(−1)−31+a(−1)3)=2(1+a)−32(1+a)=34(1+a). We want to know for which value(s) of a it follows that A=2. Thus, we solve
2=34(1+a), from which it follows that a=21. Hence, in the figure below, the area between the two curves is exactly A=2.