연습문제 35–40에서 주어진 구간에서 함수의 평균값을 구하세요.
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In Exercises 35–40, find the average value of the function on the given interval.
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문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 적분
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연습문제 35–40에서 주어진 구간에서 함수의 평균값을 구하세요.
에서
In Exercises 35–40, find the average value of the function on the given interval.
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연습문제 35–40에서 주어진 구간에서 함수의 평균값을 구하세요.
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In Exercises 35–40, find the average value of the function on the given interval.
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연습문제 55–58에서 를 구하세요.
In Exercises 55–58, find .
연습문제 55–58에서 를 구하세요.
In Exercises 55–58, find .
연습문제 55–58에서 를 구하세요.
In Exercises 55–58, find .
연습문제 55–58에서 를 구하세요.
In Exercises 55–58, find .
를 도함수가 인 함수라 하자. 의 가장 일반적인 부정적분을 구하세요.
Let be a function with derivative . What is the most general antiderivative of ?
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
의 부정적분은 도함수가 인 함수이다. 원래의 함수 가 이 성질을 가지므로 는 의 하나의 부정적분이지만, 가장 일반적인 것은 아니다. 에 상수를 더해도 도함수는 변하지 않는다. 따라서 의 가장 일반적인 부정적분은 이다. 여기서 는 임의의 상수이다.
An antiderivative of is a function whose derivative is . Our original function has this property, so is an antiderivative of , but it's not the most general. We can add a constant to without affecting its derivative. The most general antiderivative of is , where is any constant.
, 이라 하자. 의 도함수를 구하고 답을 간단히 하세요. 이 답은 와 사이의 관계에 대해 무엇을 뜻하는지 설명하세요.
Let and . Find the derivative of and simplify your answer. What does the answer imply about the relation between and ?
연쇄 법칙을 이용하여 와 를 미분한다. 임을 떠올리자.
따라서 의 도함수는 이고, 이는 와 가 상수만큼만 차이가 남을 뜻한다. 다소 놀라운 결과일 수도 있다!
참고: 와 가 상수만큼만 차이가 난다는 것을 보이는 데 미적분은 필요하지 않다. 로 놓으면 이고 이다. 그러면 처음 식과 마지막 식에 아크사인을 취하여 라고 결론짓는 것이 목표이다. 그러나 라고 말하기 전에, 임을 확인해야 한다. 즉 임을 보여야 한다.
이므로 ( 의 값은 항상 와 사이에 있고 이기 때문이다), 이다. 따라서
We differentiate and using the chain rule. Recall .
So, the derivative of is , which implies that and differ by a constant–perhaps a surprising result!
Remark: we don't need calculus to show that and only differ by a constant. Define , so that and , and then Our goal is to take the arcsine of the first and last expressions and conclude . However, before we can say , we have to check that . That is, we need to show that .
As (since always takes values between and and since ), we have that . So,
이면, 의 값은 얼마인지 구하세요.
If , then what is ?
가 양의 값만 갖는 함수일 때, 를 어림하기 위해 구간 100개로 오른쪽 리만 합을 만들려고 한다.
(a) 는 얼마인지 구하세요. (b) 직사각형의 높이는 양수인지 음수인지 판단하세요. (c) 리만 합은 양수인지 음수인지 판단하세요. (d) 부터 까지 곡선 아래의 부호 있는 넓이는 양수인지 음수인지 판단하세요.
Suppose we want to make a right Riemann sum with 100 intervals to approximate , where is a function that gives only positive values.
(a) What is ? (b) Are the heights of our rectangles positive or negative? (c) Is our Riemann sum positive or negative? (d) Is the signed area under the curve from to positive or negative?
(a)
참고: 정적분의 리만 합 정의를 사용한다면, 이것이 등식 를 정당화하는 방법이다. (b) 직사각형의 높이는 로 주어지며, 여기서 이다. 는 양의 값만 가지므로 이고, 따라서 직사각형의 높이는 양수이다. (c) 리만 합은 각 직사각형의 부호 있는 넓이의 합이다. 각 직사각형은 음수인 밑변()과 양수인 높이()를 가진다. 따라서 합의 각 항은 음수이다. 음수들을 더하면 합은 음수이다. 그러므로 리만 합은 음수이다. (d) 는 항상 축 위쪽에 있으므로 는 양수이다.
(a)
Note: if we were to use the Riemann-sum definition of a definite integral, this is how we would justify the identity . (b) The heights of the rectangles are given by , where . Since only gives positive values, , so the heights of the rectangles are positive. (c) Our Riemann sum is the sum of the signed areas of individual rectangles. Each rectangle has a negative base () and a positive height (). So, each term of our sum is negative. If we add up negative numbers, the sum is negative. So, the Riemann sum is negative. (d) Since is always above the -axis, is positive.
의 값을 구하세요.
Evaluate .
먼저 가법성을 이용한다:
첫 번째 정적분은 높이가 5이고 너비가 4인 직사각형의 넓이를 나타내므로 이다. 두 번째 정적분은 축 위쪽이면서 곡선 또는 아래쪽인 영역의 넓이를 나타낸다. 이것은 반지름이 2인 반원이고, 그 넓이는 이다. 따라서


We first use additivity:
The first integral represents the area of a rectangle of height 5 and width 4 and so equals . The second integral represents the area above the –axis and below the curve or . That is a semicircle of radius 2, which has area . So


의 값을 구하세요.
Evaluate .
피적분함수 은 우함수도 기함수도 아니다. 그러나 이와 비슷한 대칭성을 가진다. 즉, 이다. 따라서 는 직선 에 대해 "음의 대칭"이다. 이로부터 적분값이 0이 되리라고 짐작할 수 있다. 의 오른쪽에 있는 양의 넓이는 의 왼쪽에 있는 음의 넓이와 같기 때문이다.
이를 확인하는 또 다른 방법은 의 그래프가 의 그래프를 오른쪽으로 3만큼 평행이동한 것과 같고, 는 기함수라는 점에 주목하는 것이다. 따라서

Our integrand is neither even nor odd. However, it does have a similar symmetry. Namely, . So, is “negatively symmetric" across the line . This suggests that the integral should be 0: the positive area to the right of will be the same as the negative area to the left of .
Another way to see this is to notice that the graph of is equivalent to the graph of shifted three units to the right, and is an odd function. So,

는 기함수이고 는 우함수이며, 둘 다 에서 정의되어 있다고 하자. 과 이 가질 수 있는 값은 무엇인지 구하세요.
Suppose is an odd function and is an even function, both defined at . What are the possible values of and ?
가 기함수이므로 이다. 따라서 이다.
그러나 이 제한은 에는 적용되지 않는다. 예를 들어 임의의 상수 에 대해 라 하자. 그러면 는 우함수이고 이다. 따라서 은 임의의 실수일 수 있다.
Since is odd, . So, .
However, this restriction does not apply to . For example, for any constant , let . Then is even and . So, can be any real number.
가 모든 실수에서 정의된 함수이고 우함수이면서 동시에 기함수라고 하자. 는 무엇일 수 있는지 구하세요.
Suppose is a function defined on all real numbers that is both even and odd. What could be?
를 임의의 실수라 하자.
따라서 모든 에 대해 이다.
Let be any real number.
So, for every .
우함수의 도함수는 우함수인가요, 기함수인가요? 기함수의 도함수는 우함수인가요, 기함수인가요?
Is the derivative of an even function even or odd? Is the derivative of an odd function even or odd?
따라서 가 기함수이면 는 우함수이다.
마찬가지로 가 우함수라 하자.
따라서 가 우함수이면 는 기함수이다.
먼저 가 우함수인 경우를 생각하고 를 알아본다.

함수 전체가 축에 대해 거울처럼 대칭이다. 따라서 와 에서 함수의 “가파른 정도"는 같지만, 한쪽이 증가하면 다른 쪽은 감소한다. 즉, 이다. (위 그림에서 어떤 점 에서의 기울기와 그에 대응하는 점 에서의 기울기를 비교해 보라.) 따라서 가 우함수이면 는 기함수이다.
다음으로 가 기함수인 경우를 생각하고 를 알아본다. 아래의 파란색 그래프가 라 하자. 만약 가 우함수라면 축의 왼쪽에서 주황색 그래프와 같은 모양일 것이며, 이를 라 하자.

위에서 살펴본 내용으로부터, 모든 에 대해 임을 안다. 일 때 이다. 따라서 이면 이다. 다시 말해 이다. 마찬가지로 이면 이다. 그러므로 는 우함수이다. (아래 그래프에서 임을 대략 확인해 볼 수 있다.)

So, when is odd, is even.
Similarly, suppose is even.
So, when is even, is odd.
First, we consider the case where is even, and investigate .

The whole function has a mirror-like symmetry across the -axis. So, at and , the function will have the same “steepness," but if one is increasing then the other is decreasing. That is, . (In the picture above, compare the slope at some point with its corresponding point .) So, is odd when is even.
Second, let's consider the case where is odd, and investigate . Suppose the blue graph below is . If were even, then to the left of the -axis, it would look like the orange graph, which we'll call .

From our work above, we know that, for every , . When , . So, if , then . In other words, . Similarly, if , then . Therefore is even. (In the graph below, you can anecdotally verify that .)

함수 에 대하여, 을 만족시키는 부정적분 를 구하세요.
For the function , find its antiderivative that satisfies .
먼저 의 부정적분을 구해 보자.
따라서 의 부정적분은 이다. 을 만족시키려면 다음이 성립해야 한다. (기호 는 “필요충분조건이다”라고 읽는다. 이는 수학에서 두 명제가 논리적으로 동치임을 나타내는 데 쓰인다. 더 정확히 말하면, 명제 는 가 참일 때마다 가 참이고 가 참일 때마다 가 참이라는 뜻이다.)
따라서 이다.
First, let's find a general antiderivative of .
So, the general antiderivative of is . To satisfy , we need (The symbol is read “if and only if”. This is used in mathematics to express the logical equivalence of two statements. To be more precise, the statement tells us that is true whenever is true and is true whenever is true.)
So .
라 하자. 에 대한 의 순간변화율을 구하세요.
Suppose . What is the instantaneous rate of change of with respect to ?
“ 에 대한 의 순간변화율”은 “”를 달리 표현한 말이다. 미적분학의 기본정리 제1부에 의해 이 값은 이다.
“The instantaneous rate of change of with respect to " is another way of saying “". From the Fundamental Theorem of Calculus Part 1, we know this is .
라 하자. 일 때 의 접선의 기울기를 구하세요.
Suppose . What is the slope of the tangent line to when ?
일 때 의 접선의 기울기는 바로 이다. 미적분학의 기본정리 제1부에 의해 이다. 따라서 이다.
The slope of the tangent line to when is exactly . By the Fundamental Theorem of Calculus Part 1, . Then .
라 하자. 의 서로 다른 부정적분 두 개를 구하세요.
Suppose . Give two different antiderivatives of .
임의의 상수 에 대해 는 의 부정적분이다. 왜냐하면 이기 때문이다. 따라서 예를 들어 와 은 모두 의 부정적분이다.
For any constant , is an antiderivative of , because . So, for example, and are both antiderivatives of .
미적분학의 기본정리 제2부를 이용하여 다음 적분의 값을 구하거나, 적용할 수 없는 이유를 설명하세요.
(a) . (b) . (c) .
Evaluate the following integrals using the Fundamental Theorem of Calculus Part 2, or explain why it does not apply.
(a) . (b) . (c) .
(a) 의 부정적분은 이고, 는 모든 곳에서 연속이므로 . (b) 는 에서 불연속이므로, 에는 미적분학의 기본정리 제2부를 적용할 수 없다. (c) 은 에서 불연속이므로, 에는 미적분학의 기본정리 제2부를 적용할 수 없다.
(a) The antiderivative of is , and is continuous everywhere, so . (b) Since is discontinuous at , the Fundamental Theorem of Calculus Part 2 does not apply to . (c) Since is discontinuous at , the Fundamental Theorem of Calculus Part 2 does not apply to .