유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
2문제 · 1 / 1쪽
1.OpenStax 1권 · 6장 복습 · 24번우리말 번역
[계산기 사용] 이 자료에 가장 잘 맞는 지수 곡선은 y=40.71+1.224x 로 주어집니다. 시장의 상승분이 지속될 수 없었던 이유가 무엇이라고 생각하는지 설명하세요. 답을 뒷받침하기 위해 1계 도함수와 2계 도함수를 이용하세요. 이 모델은 2014 년의 다우존스 산업평균지수를 얼마로 예측하는지 구하세요
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영어 원문 보기
[T] The best-fit exponential curve to these data is given by y=40.71+1.224x. Why do you think the gains of the market were unsustainable? Use first and second derivatives to help justify your answer. What would this model predict the Dow Jones industrial average to be in 2014
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f(x)=2−x2 이라 하자. 구간 [a,b] 에서 연속인 임의의 함수 f 의 평균값은 b−a1∫abf(x)dx 로 주어진다는 것을 기억하세요.
(a) 구간 [0,2] 에서 f(x)=2−x2 의 평균값을 구하세요. 이 값을 r 이라 하세요.
(b) y=f(x) 와 y=r 의 그래프를 그리세요. 두 그래프의 교점을 구하세요.
(c) 구간 [0,2] 에서 y=f(x) 의 아래쪽이면서 y=r 의 위쪽에 있는 부분의 넓이가, y=r 의 아래쪽이면서 y=f(x) 의 위쪽에 있는 부분의 넓이와 같음을 보이세요.
(d) (c)의 결과는 임의의 구간에서 임의의 연속함수와 그 평균값에 대해서도 성립하나요? 그 이유를 설명하세요.
영어 원문 보기
Let f(x)=2−x2. Recall that the average value of any continuous function f on an interval [a,b] is given by b−a1∫abf(x)dx.
(a) Find the average value of f(x)=2−x2 on the interval [0,2]. Call this value r.
(b) Sketch a graph of y=f(x) and y=r. Find their intersection point(s).
(c) Show that on the interval [0,2], the amount of area that lies below y=f(x) and above y=r is equal to the amount of area that lies below y=r and above y=f(x).
(d) Will the result of (c) be true for any continuous function and its average value on any interval? Why?
정답·풀이 보기
(a) 구간 [0,2] 에서 f 의 평균값은
r=21∫022−x2dx=21(2x−3x3)02=21(22−323)=2−32=34.
(b) y=f(x) 와 y=r 의 교점은 양수 x 에 대하여 2−x2=34 일 때 생기며, 이로부터 x2=32 이므로 x=36 이다. f 의 그래프, y=r 의 그래프와 교점은 다음 그림과 같다.
(c) 아래 그림과 같이, 구간 [0,36] 에서 y=f(x) 의 아래쪽이면서 y=r 의 위쪽에 있는 부분의 넓이를 A1, 구간 [36,2] 에서 y=r 의 아래쪽이면서 y=f(x) 의 위쪽에 있는 영역의 넓이를 A2 라 하자. 그러면
A1=∫06/3(2−x2)−34dx=∫06/332−x2dx=(32x−3x3)06/3=(32)(36)−(31)(36)3=926−8166=2746. 그리고
A2=∫6/3234−(2−x2)dx=∫6/32x2−32dx=(3x3−32x)6/32=(322−322)−(31)(36)3−(32)(36)=2746. 따라서 A1=A2 이다.
(d) 답은 예이다. AV 를 구간 [a,b] 에서 함수 f 의 평균값이라 하자. 평균값의 정의에 의해
AV(b−a)=∫abf(x)dx, 이며, 이는 밑변이 (b−a) 이고 높이가 AV 인 직사각형의 넓이로 볼 수도 있다. 이제 구간 [a,b] 에서 f 의 그래프의 위쪽이면서 직선 y=AV 의 아래쪽에 있는 영역의 넓이를 R1, 구간 [a,b] 에서 f 의 그래프의 아래쪽이면서 직선 y=AV 의 위쪽에 있는 영역의 넓이를 R2 라 하자. 아래 그림은 정적분의 값이 직사각형의 넓이에 직사각형 위쪽의 넓이를 더하고 직사각형 아래쪽의 넓이를 뺀 것과 같음을 보여 주며, 즉
∫abf(x)dx=AV(b−a)+R2−R1. 이미 AV(b−a)=∫abf(x)dx 임을 보였으므로 R2−R1=0 이다. 따라서 [a,b] 에서 y=f(x) 의 아래쪽이면서 y=AV 의 위쪽에 있는 영역의 넓이는, y=AV 의 아래쪽이면서 y=f(x) 의 위쪽에 있는 넓이와 같다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) The average value of f on the interval [0,2] is
r=21∫022−x2dx=21(2x−3x3)02=21(22−323)=2−32=34.
(b) The intersection point of y=f(x) and y=r occurs, for positive x, when 2−x2=34, from which it follows that x2=32 and thus x=36. A graph of f, y=r, and the intersection point is shown in the following figure.
(c) Let A1 be the area that lies below y=f(x) and above y=r on the interval [0,36] and A2 the are of the region that lies below y=r and above y=f(x) on [36,2] as illustrated in the figure below. Then
A1=∫06/3(2−x2)−34dx=∫06/332−x2dx=(32x−3x3)06/3=(32)(36)−(31)(36)3=926−8166=2746. and
A2=∫6/3234−(2−x2)dx=∫6/32x2−32dx=(3x3−32x)6/32=(322−322)−(31)(36)3−(32)(36)=2746. Hence A1=A2 as desired.
(d) The answer is yes. Let AV is the average value of a function f on an interval [a,b]. By the definition of average value,
AV(b−a)=∫abf(x)dx, which can also be viewed as the area of the rectangle with base (b−a) and height AV. Now suppose that the area of the region above the graph of f and below the line y=AV on the interval [a,b] is R1 and the area of the region below the graph of f and above the line y=AV on the interval [a,b] is R2. The figure below illustrates that the value of the definite integral is the area of the rectangle plus the area above the rectangle minus the area below the rectangle, or
∫abf(x)dx=AV(b−a)+R2−R1. Having already established that AV(b−a)=∫abf(x)dx, it follows that R2−R1=0. So the area of the region that lies below y=f(x) and above y=AV is equal to the amount of area that lies below y=AV and above y=f(x) on [a,b].