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439문제 · 21 / 22쪽

401.CLP-1 · 4.1절 · 20번우리말 번역

f(x)=2sin⁡−1xf(x)=2\sin^{-1}\sqrt{x}, g(x)=sin⁡−1(2x−1)g(x)=\sin^{-1}(2x-1) 이라 하자. f(x)−g(x)f(x)-g(x) 의 도함수를 구하고 답을 간단히 하세요. 이 답은 f(x)f(x) 와 g(x)g(x) 사이의 관계에 대해 무엇을 뜻하는지 설명하세요.

영어 원문 보기

Let f(x)=2sin⁡−1xf(x)=2\sin^{-1}\sqrt{x} and g(x)=sin⁡−1(2x−1)g(x)=\sin^{-1}(2x-1). Find the derivative of f(x)−g(x)f(x)-g(x) and simplify your answer. What does the answer imply about the relation between f(x)f(x) and g(x)g(x)?

정답·풀이 보기

연쇄 법칙을 이용하여 f(x)f(x) 와 g(x)g(x) 를 미분한다. ddx{arcsin⁡(x)}=11−x2\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\arcsin(x)\right\}=\dfrac{1}{\sqrt{1-x^2}} 임을 떠올리자.

f′(x)=21−x2⋅ddxx=21−x⋅12x=1x−x2g′(x)=11−(2x−1)2⋅ddx{2x−1}=21−4x2+4x−1=1x−x2\begin{aligned} f'(x)&=\frac{2}{\sqrt{1- \sqrt{x}^2}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} \sqrt{x}\\ &=\frac{2}{\sqrt{1-x}}\cdot\frac{1}{2\sqrt{x}}\\ &=\frac{1}{\sqrt{x-x^2}}\\ g'(x)&=\frac{1}{\sqrt{1- (2x-1)^2}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ 2x-1\}\\ &=\frac{2}{\sqrt{1-4x^2+4x-1}}\\ &=\frac{1}{\sqrt{x-x^2}}\\ \end{aligned}

따라서 f(x)−g(x)f(x)-g(x) 의 도함수는 00 이고, 이는 f(x)f(x) 와 g(x)g(x) 가 상수만큼만 차이가 남을 뜻한다. 다소 놀라운 결과일 수도 있다!

참고: f(x)f(x) 와 g(x)g(x) 가 상수만큼만 차이가 난다는 것을 보이는 데 미적분은 필요하지 않다. θ=sin⁡−1x\theta=\sin^{-1}\sqrt{x} 로 놓으면 sin⁡θ=x\sin\theta=\sqrt{x} 이고 f(x)=2θf(x) = 2\theta 이다. 그러면 sin⁡[f(x)−π2]=−cos⁡f(x)=−cos⁡2θ=−[1−2sin⁡2θ]=2sin⁡2θ−1=2x−1\sin \left[f(x)-\frac{\pi}{2}\right]=-\cos f(x) =-\cos 2\theta=-[1-2\sin^2\theta] =2\sin^2\theta -1=2x-1 처음 식과 마지막 식에 아크사인을 취하여 f(x)−π2=arcsin⁡(2x−1)=g(x)f(x)-\dfrac{\pi}{2}=\arcsin(2x-1)=g(x) 라고 결론짓는 것이 목표이다. 그러나 arcsin⁡(sin⁡[f(x)−π2])=f(x)−π2\arcsin\left(\sin\left[f(x)-\dfrac{\pi}{2}\right]\right)=f(x)-\dfrac{\pi}{2} 라고 말하기 전에, −π2≤f(x)−π2≤π2-\dfrac{\pi}{2} \leq f(x)-\dfrac{\pi}{2}\leq\dfrac{\pi}{2} 임을 확인해야 한다. 즉 0≤f(x)≤π0 \leq f(x) \leq \pi 임을 보여야 한다.

0≤θ≤π20\le\theta\le\frac{\pi}{2} 이므로 (sin⁡−1\sin^{-1} 의 값은 항상 −π2-\frac{\pi}{2} 와 π2\frac{\pi}{2} 사이에 있고 x≥0\sqrt{x}\ge 0 이기 때문이다), 0≤f(x)=2θ≤π0\le f(x)=2\theta\le \pi 이다. 따라서 f(x)−π2=arcsin⁡(sin⁡[f(x)−π2])=arcsin⁡(2x+1)=g(x).f(x)-\dfrac{\pi}{2}=\arcsin\left(\sin\left[f(x)-\dfrac{\pi}{2}\right]\right)=\arcsin(2x+1)=g(x).

원본 교재 풀이(영어)

We differentiate f(x)f(x) and g(x)g(x) using the chain rule. Recall ddx{arcsin⁡(x)}=11−x2\displaystyle \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\arcsin(x)\right\}=\dfrac{1}{\sqrt{1-x^2}}.

f′(x)=21−x2⋅ddxx=21−x⋅12x=1x−x2g′(x)=11−(2x−1)2⋅ddx{2x−1}=21−4x2+4x−1=1x−x2\begin{aligned} f'(x)&=\frac{2}{\sqrt{1- \sqrt{x}^2}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x} \sqrt{x}\\ &=\frac{2}{\sqrt{1-x}}\cdot\frac{1}{2\sqrt{x}}\\ &=\frac{1}{\sqrt{x-x^2}}\\ g'(x)&=\frac{1}{\sqrt{1- (2x-1)^2}}\cdot\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{ 2x-1\}\\ &=\frac{2}{\sqrt{1-4x^2+4x-1}}\\ &=\frac{1}{\sqrt{x-x^2}}\\ \end{aligned}

So, the derivative of f(x)−g(x)f(x)-g(x) is 00, which implies that f(x)f(x) and g(x)g(x) differ by a constant–perhaps a surprising result!

Remark: we don't need calculus to show that f(x)f(x) and g(x)g(x) only differ by a constant. Define θ=sin⁡−1x\theta=\sin^{-1}\sqrt{x}, so that sin⁡θ=x\sin\theta=\sqrt{x} and f(x)=2θf(x) = 2\theta , and then sin⁡[f(x)−π2]=−cos⁡f(x)=−cos⁡2θ=−[1−2sin⁡2θ]=2sin⁡2θ−1=2x−1\sin \left[f(x)-\frac{\pi}{2}\right]=-\cos f(x) =-\cos 2\theta=-[1-2\sin^2\theta] =2\sin^2\theta -1=2x-1 Our goal is to take the arcsine of the first and last expressions and conclude f(x)−π2=arcsin⁡(2x−1)=g(x)f(x)-\dfrac{\pi}{2}=\arcsin(2x-1)=g(x). However, before we can say arcsin⁡(sin⁡[f(x)−π2])=f(x)−π2\arcsin\left(\sin\left[f(x)-\dfrac{\pi}{2}\right]\right)=f(x)-\dfrac{\pi}{2}, we have to check that −π2≤f(x)−π2≤π2-\dfrac{\pi}{2} \leq f(x)-\dfrac{\pi}{2}\leq\dfrac{\pi}{2}. That is, we need to show that 0≤f(x)≤π0 \leq f(x) \leq \pi.

As 0≤θ≤π20\le\theta\le\frac{\pi}{2} (since sin⁡−1\sin^{-1} always takes values between −π2-\frac{\pi}{2} and π2\frac{\pi}{2} and since x≥0\sqrt{x}\ge 0), we have that 0≤f(x)=2θ≤π0\le f(x)=2\theta\le \pi. So, f(x)−π2=arcsin⁡(sin⁡[f(x)−π2])=arcsin⁡(2x+1)=g(x).f(x)-\dfrac{\pi}{2}=\arcsin\left(\sin\left[f(x)-\dfrac{\pi}{2}\right]\right)=\arcsin(2x+1)=g(x).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 4.10절 · 59번
# 부정적분의 뜻과 계산계산도전자동 분류
402.CLP-2 · 1.2절 · 2번우리말 번역

∫0bcos⁡x dx=sin⁡b\displaystyle\int_0^b \cos x\ \mathrm{d}x=\sin b 이면, ∫abcos⁡x dx\displaystyle\int_a^b \cos x\ \mathrm{d}x 의 값은 얼마인지 구하세요.

영어 원문 보기

If ∫0bcos⁡x dx=sin⁡b\displaystyle\int_0^b \cos x\ \mathrm{d}x=\sin b, then what is ∫abcos⁡x dx\displaystyle\int_a^b \cos x\ \mathrm{d}x?

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

등식

∫abf(x) dx=∫acf(x) dx+∫cbf(x) dx , we see∫abcos⁡x dx=∫a0cos⁡x dx+∫0bcos⁡x dx=−∫0acos⁡x dx+∫0bcos⁡x dx=−sin⁡a+sin⁡b=sin⁡b−sin⁡a\begin{aligned} \int\limits_a^b f(x)\ \mathrm{d}x &= \int\limits_a^c f(x)\ \mathrm{d}x+ \int\limits_c^b f(x)\ \mathrm{d}x\ , \\ \text{ we see} \\ \int\limits_a^b\cos x\ \mathrm{d}x &= \int\limits_a^0 \cos x\ \mathrm{d}x+ \int\limits_0^b \cos x\ \mathrm{d}x\\&= -\int\limits_0^a \cos x\ \mathrm{d}x+ \int\limits_0^b \cos x\ \mathrm{d}x\\ &=-\sin a + \sin b\\ &=\sin b - \sin a \end{aligned}

을 이용하면 위와 같이 구할 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Using the identity

∫abf(x) dx=∫acf(x) dx+∫cbf(x) dx , we see∫abcos⁡x dx=∫a0cos⁡x dx+∫0bcos⁡x dx=−∫0acos⁡x dx+∫0bcos⁡x dx=−sin⁡a+sin⁡b=sin⁡b−sin⁡a\begin{aligned} \int\limits_a^b f(x)\ \mathrm{d}x &= \int\limits_a^c f(x)\ \mathrm{d}x+ \int\limits_c^b f(x)\ \mathrm{d}x\ , \\ \text{ we see} \\ \int\limits_a^b\cos x\ \mathrm{d}x &= \int\limits_a^0 \cos x\ \mathrm{d}x+ \int\limits_0^b \cos x\ \mathrm{d}x\\&= -\int\limits_0^a \cos x\ \mathrm{d}x+ \int\limits_0^b \cos x\ \mathrm{d}x\\ &=-\sin a + \sin b\\ &=\sin b - \sin a \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 3번
# 정적분의 뜻과 성질계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
403.CLP-2 · 1.2절 · 3번우리말 번역

다음 각 명제가 참인지 거짓인지 판단하세요. 거짓이면 반례를 제시하고, 참이면 간단히 이유를 설명하세요.

(a) ∫−3−2f(x)dx=−∫32f(x)dx\displaystyle\int_{-3}^{-2} f(x) \mathrm{d}x=-\displaystyle\int_{3}^{2} f(x) \mathrm{d}x. (b) f(x)f(x) 가 기함수이면 ∫−3−2f(x) dx=∫23f(x) dx\displaystyle \int_{-3}^{-2} f(x)\,\mathrm{d}x = \int_2^3 f(x)\,\mathrm{d}x 이다. (c) ∫01f(x)⋅g(x) dx=∫01f(x) dx⋅∫01g(x) dx\displaystyle\int_{0}^{1} f(x)\cdot g(x) ~\mathrm{d}x =\int_{0}^{1} f(x) ~\mathrm{d}x \cdot \int_{0}^{1} g(x) ~\mathrm{d}x.

영어 원문 보기

Decide whether each of the following statements is true or false. If false, provide a counterexample. If true, provide a brief justification.

(a) ∫−3−2f(x)dx=−∫32f(x)dx\displaystyle\int_{-3}^{-2} f(x) \mathrm{d}x=-\displaystyle\int_{3}^{2} f(x) \mathrm{d}x. (b) If f(x)f(x) is an odd function, then ∫−3−2f(x) dx=∫23f(x) dx\displaystyle \int_{-3}^{-2} f(x)\,\mathrm{d}x = \int_2^3 f(x)\,\mathrm{d}x. (c) ∫01f(x)⋅g(x) dx=∫01f(x) dx⋅∫01g(x) dx\displaystyle\int_{0}^{1} f(x)\cdot g(x) ~\mathrm{d}x =\int_{0}^{1} f(x) ~\mathrm{d}x \cdot \int_{0}^{1} g(x) ~\mathrm{d}x.

정답·풀이 보기

(a) 거짓이다. 예를 들어

f(x)={0x<0일 때1x≥0일 때\begin{aligned} f(x) = \begin{cases} 0 & \text{$x<0$일 때} \\ 1 & \text{$x\ge0$일 때} \end{cases} \end{aligned}

이면 ∫−3−2f(x)dx=0\int_{-3}^{-2} f(x) \mathrm{d}x=0 이고 −∫32f(x)dx=∫23f(x)dx=1-\int_{3}^{2} f(x) \mathrm{d}x=\int^{3}_{2} f(x) \mathrm{d}x=1 이다.

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(b) 거짓이다. 예를 들어 f(x)=xf(x)=x 이면 ∫−3−2f(x) dx\int_{-3}^{-2} f(x)\,\mathrm{d}x 는 음수이고 ∫23f(x) dx\int_2^3 f(x)\,\mathrm{d}x 는 양수이므로 둘은 같을 수 없다.

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(c) 거짓이다. 예를 들어 함수

f(x)={0x<12일 때1x≥12일 때그리고g(x)={0x≥12일 때1x<12일 때\begin{aligned} f(x) = \begin{cases} 0 & \text{$x<\frac{1}{2}$일 때} \\ 1 & \text{$x\ge\frac{1}{2}$일 때} \end{cases} &&\text{그리고}&&g(x) = \begin{cases} 0 & \text{$x\ge \frac{1}{2}$일 때} \\ 1 & \text{$x<\frac{1}{2}$일 때} \end{cases} \end{aligned}

을 생각하자.

그러면 모든 xx 에 대해 f(x)⋅g(x)=0f(x)\cdot g(x)=0 이므로 ∫01f(x)⋅g(x)dx=0\int_0^1 f(x)\cdot g(x) \mathrm{d}x=0 이다. 그러나 ∫01f(x)dx=12\int_0^1 f(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{2} 이고 ∫01g(x)dx=12\int_0^1 g(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{2} 이므로 ∫01f(x)dx⋅∫01g(x)dx=14\int_0^1 f(x)\mathrm{d}x \cdot \int_0^1 g(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{4} 이다.

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원본 교재 풀이(영어)

(a) False. For example if

f(x)={0for x<01for x≥0\begin{aligned} f(x) = \begin{cases} 0 & \text{for $x<0$} \\ 1 & \text{for $x\ge0$} \end{cases} \end{aligned}

then ∫−3−2f(x)dx=0\int_{-3}^{-2} f(x) \mathrm{d}x=0 and −∫32f(x)dx=∫23f(x)dx=1-\int_{3}^{2} f(x) \mathrm{d}x=\int^{3}_{2} f(x) \mathrm{d}x=1.

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(b) False. For example, if f(x)=xf(x)=x, then ∫−3−2f(x) dx\int_{-3}^{-2} f(x)\,\mathrm{d}x is negative while ∫23f(x) dx\int_2^3 f(x)\,\mathrm{d}x is positive, so they cannot be the same.

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(c) False. For example, consider the functions

f(x)={0for x<121for x≥12andg(x)={0for x≥121for x<12\begin{aligned} f(x) = \begin{cases} 0 & \text{for $x<\frac{1}{2}$} \\ 1 & \text{for $x\ge\frac{1}{2}$} \end{cases} &&\text{and}&&g(x) = \begin{cases} 0 & \text{for $x\ge \frac{1}{2}$} \\ 1 & \text{for $x<\frac{1}{2}$} \end{cases} \end{aligned}

Then f(x)⋅g(x)=0f(x)\cdot g(x)=0 for all xx, so ∫01f(x)⋅g(x)dx=0\int_0^1 f(x)\cdot g(x) \mathrm{d}x=0. However, ∫01f(x)dx=12\int_0^1 f(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{2} and ∫01g(x)dx=12\int_0^1 g(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{2}, so ∫01f(x)dx⋅∫01g(x)dx=14\int_0^1 f(x)\mathrm{d}x \cdot \int_0^1 g(x) \mathrm{d}x= \frac{1}{4}.

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한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 4번
# 정적분의 뜻과 성질개념 확인기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
404.CLP-2 · 1.2절 · 4번우리말 번역

f(x)f(x) 가 양의 값만 갖는 함수일 때, ∫50f(x) dx\int\limits_5^0 f(x)\ \mathrm{d}x 를 어림하기 위해 구간 100개로 오른쪽 리만 합을 만들려고 한다.

(a) Δx\Delta x 는 얼마인지 구하세요. (b) 직사각형의 높이는 양수인지 음수인지 판단하세요. (c) 리만 합은 양수인지 음수인지 판단하세요. (d) x=0x=0 부터 x=5x=5 까지 곡선 y=f(x)y=f(x) 아래의 부호 있는 넓이는 양수인지 음수인지 판단하세요.

영어 원문 보기

Suppose we want to make a right Riemann sum with 100 intervals to approximate ∫50f(x) dx\int\limits_5^0 f(x)\ \mathrm{d}x, where f(x)f(x) is a function that gives only positive values.

(a) What is Δx\Delta x? (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 y=f(x)y=f(x) from x=0x=0 to x=5x=5 positive or negative?

정답·풀이 보기

(a) Δx=b−an=0−5100=−120\Delta x = \dfrac{b-a}{n}=\dfrac{0-5}{100} = -\dfrac{1}{20}

참고: 정적분의 리만 합 정의를 사용한다면, 이것이 등식 ∫abf(x)dx=−∫baf(x)dx\int\limits_a^b f(x)\mathrm{d}x=-\int\limits_b^a f(x)\mathrm{d}x 를 정당화하는 방법이다. (b) 직사각형의 높이는 f(xi)f(x_i) 로 주어지며, 여기서 xi=a+iΔx=5−i20x_i = a+i\Delta x = 5 - \frac{i}{20} 이다. f(x)f(x) 는 양의 값만 가지므로 f(xi)>0f(x_i) >0 이고, 따라서 직사각형의 높이는 양수이다. (c) 리만 합은 각 직사각형의 부호 있는 넓이의 합이다. 각 직사각형은 음수인 밑변(Δx\Delta x)과 양수인 높이(f(xi)f(x_i))를 가진다. 따라서 합의 각 항은 음수이다. 음수들을 더하면 합은 음수이다. 그러므로 리만 합은 음수이다. (d) f(x)f(x) 는 항상 xx축 위쪽에 있으므로 ∫05f(x)dx\int\limits_0^5 f(x)\mathrm{d}x 는 양수이다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) Δx=b−an=0−5100=−120\Delta x = \dfrac{b-a}{n}=\dfrac{0-5}{100} = -\dfrac{1}{20}

Note: if we were to use the Riemann-sum definition of a definite integral, this is how we would justify the identity ∫abf(x)dx=−∫baf(x)dx\int\limits_a^b f(x)\mathrm{d}x=-\int\limits_b^a f(x)\mathrm{d}x. (b) The heights of the rectangles are given by f(xi)f(x_i), where xi=a+iΔx=5−i20x_i = a+i\Delta x = 5 - \frac{i}{20}. Since f(x)f(x) only gives positive values, f(xi)>0f(x_i) >0, 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 (Δx\Delta x) and a positive height (f(xi)f(x_i)). 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 f(x)f(x) is always above the xx-axis, ∫05f(x)dx\int\limits_0^5 f(x)\mathrm{d}x is positive.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 12번
# 정적분의 뜻과 성질계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
405.CLP-2 · 1.2절 · 12번우리말 번역

∫−22(5+4−x2)dx\displaystyle\int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate ∫−22(5+4−x2)dx\displaystyle\int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

먼저 가법성을 이용한다:

∫−22(5+4−x2)dx=∫−225 dx+∫−224−x2 dx\begin{aligned} \int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x = \int_{-2}^{2} 5\,\mathrm{d}x + \int_{-2}^{2} \sqrt{4-x^2}\,\mathrm{d}x \end{aligned}

첫 번째 정적분은 높이가 5이고 너비가 4인 직사각형의 넓이를 나타내므로 2020 이다. 두 번째 정적분은 xx축 위쪽이면서 곡선 y=4−x2y=\sqrt{4-x^2} 또는 x2+y2=4x^2+y^2=4 아래쪽인 영역의 넓이를 나타낸다. 이것은 반지름이 2인 반원이고, 그 넓이는 12π22\frac{1}{2}\pi 2^2 이다. 따라서

∫−22(5+4−x2)dx=20+2π\begin{aligned} \int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x = 20 + 2\pi \end{aligned}

그림

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원본 교재 풀이(영어)

We first use additivity:

∫−22(5+4−x2)dx=∫−225 dx+∫−224−x2 dx\begin{aligned} \int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x = \int_{-2}^{2} 5\,\mathrm{d}x + \int_{-2}^{2} \sqrt{4-x^2}\,\mathrm{d}x \end{aligned}

The first integral represents the area of a rectangle of height 5 and width 4 and so equals 2020. The second integral represents the area above the xx–axis and below the curve y=4−x2y=\sqrt{4-x^2} or x2+y2=4x^2+y^2=4. That is a semicircle of radius 2, which has area 12π22\frac{1}{2}\pi 2^2. So

∫−22(5+4−x2)dx=20+2π\begin{aligned} \int_{-2}^{2} \left(5+\sqrt{4-x^2}\right)\mathrm{d}x = 20 + 2\pi \end{aligned}

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한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 17번
# 정적분의 뜻과 성질계산도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
406.CLP-2 · 1.2절 · 15번우리말 번역

∫06(x−3)3 dx\displaystyle\int_{0}^6 (x-3)^3\,\mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate ∫06(x−3)3 dx\displaystyle\int_{0}^6 (x-3)^3\,\mathrm{d}x .

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

피적분함수 f(x)=(x−3)3f(x)=(x-3)^3 은 우함수도 기함수도 아니다. 그러나 이와 비슷한 대칭성을 가진다. 즉, f(3+x)=−f(3−x)f(3+x)=-f(3-x) 이다. 따라서 ff 는 직선 x=3x=3 에 대해 "음의 대칭"이다. 이로부터 적분값이 0이 되리라고 짐작할 수 있다. x=3x=3 의 오른쪽에 있는 양의 넓이는 x=3x=3 의 왼쪽에 있는 음의 넓이와 같기 때문이다.

이를 확인하는 또 다른 방법은 f(x)=(x−3)3f(x)=(x-3)^3 의 그래프가 g(x)=x3g(x)=x^3 의 그래프를 오른쪽으로 3만큼 평행이동한 것과 같고, g(x)g(x) 는 기함수라는 점에 주목하는 것이다. 따라서 ∫06(x−3)3 dx=∫−33x3 dx=0\int_{0}^6 (x-3)^3\,\mathrm{d}x = \int_{-3}^3 x^3\,\mathrm{d}x=0

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원본 교재 풀이(영어)

Our integrand f(x)=(x−3)3f(x)=(x-3)^3 is neither even nor odd. However, it does have a similar symmetry. Namely, f(3+x)=−f(3−x)f(3+x)=-f(3-x). So, ff is “negatively symmetric" across the line x=3x=3. This suggests that the integral should be 0: the positive area to the right of x=3x=3 will be the same as the negative area to the left of x=3x=3.

Another way to see this is to notice that the graph of f(x)=(x−3)3f(x)=(x-3)^3 is equivalent to the graph of g(x)=x3g(x)=x^3 shifted three units to the right, and g(x)g(x) is an odd function. So, ∫06(x−3)3 dx=∫−33x3 dx=0\int_{0}^6 (x-3)^3\,\mathrm{d}x = \int_{-3}^3 x^3\,\mathrm{d}x=0

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 20번
# 정적분의 뜻과 성질계산도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
407.CLP-2 · 1.2절 · 16번우리말 번역

어떤 (양의 값이라고 하자) 상수 aa, bb에 대하여 타원 (ax)2+(by)2=1(ax)^2+(by)^2=1 의 넓이를 구하려고 한다.

(a) 이 방정식을 타원의 위쪽 절반에 대해 푸세요. 답은 “y=⋯y=\cdots" 꼴이어야 합니다. (b) 타원의 위쪽 절반의 넓이를 나타내는 적분을 쓰세요. 적분의 성질을 이용하여 피적분함수가 원의 위쪽 절반처럼 보이게 하세요. (c) 기하학적 방법과 (b)의 답을 이용하여 타원의 넓이를 구하세요.

영어 원문 보기

We want to compute the area of an ellipse, (ax)2+(by)2=1(ax)^2+(by)^2=1 for some (let's say positive) constants aa and bb.

(a) Solve the equation for the upper half of the ellipse. It should have the form “y=⋯y=\cdots" (b) Write an integral for the area of the upper half of the ellipse. Using properties of integrals, make the integrand look like the upper half of a circle. (c) Using geometry and your answer to part (b), find the area of the ellipse.

정답·풀이 보기

(a) (ax)2+(by)2=1by=1−(ax)2y=1b1−(ax)2\begin{aligned} (ax)^2+(by)^2&=1\\ by&=\sqrt{1-(ax)^2}\\ y &= \frac{1}{b}\sqrt{1-(ax)^2} \end{aligned} (b) 위 함수의 정의역에 속하는 xx의 값은 1−(ax)2≥01-(ax)^2 \geq 0 을 만족하는 값이다. 즉 −1a≤x≤1a-\frac{1}{a}\leq x \leq \frac{1}{a} 이다. 따라서 타원의 위쪽 절반의 넓이는 다음과 같다.

1b∫−1a1a1−(ax)2 dx원의 위쪽 절반의 방정식은 y=r2−x2 이다. =1b∫−1a1aa2(1a2−x2) dx=1b∫−1a1aa1a2−x2 dx=ab∫−1a1a1a2−x2 dx\begin{aligned} \displaystyle\frac{1}{b}&\displaystyle\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{1-(ax)^2}\ \mathrm{d}x \\ \text{원의 위쪽 절반의 방정식은 $y=\sqrt{r^2-x^2}$ 이다. } \\ &=\frac{1}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{a^2\left(\frac{1}{a^2}-x^2\right)}\ \mathrm{d}x\\ &=\frac{1}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}a\sqrt{\frac{1}{a^2}-x^2}\ \mathrm{d}x\\ &=\frac{a}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{\frac{1}{a^2}-x^2}\ \mathrm{d}x \end{aligned} (c) 함수 y=1a2−x2y=\sqrt{\dfrac{1}{a^2}-x^2} 은 원점을 중심으로 하고 반지름이 1a\dfrac{1}{a} 인 원의 위쪽 절반이다. 따라서 (b)의 식의 값은 (ab)π2a2=π2ab\left(\dfrac{a}{b}\right)\dfrac{\pi}{2a^2} = \dfrac{\pi}{2ab} 이다.

(b)의 식은 타원의 절반이었으므로, 타원의 넓이는 πab\dfrac{\pi}{ab} 이다.

참고: 이 방법은 결과를 얻기에는 다소 길게 돌아가는 방법이었다. 기본적인 추론은 다음과 같다.

  • 단위원 x2+y2=1x^2+y^2=1 의 넓이는 π\pi 이다.
  • 타원 (ax)2+y2=1(ax)^2+y^2=1 은 단위원을 가로 방향으로 aa배만큼 줄인 것이다. 따라서 그 넓이는 πa\dfrac{\pi}{a} 이다.
  • 또한 타원 (ax)2+(by)2=1(ax)^2+(by)^2=1 은 앞의 타원을 세로 방향으로 bb배만큼 줄인 것이다. 따라서 그 넓이는 πab\dfrac{\pi}{ab} 이다.
원본 교재 풀이(영어)

(a) (ax)2+(by)2=1by=1−(ax)2y=1b1−(ax)2\begin{aligned} (ax)^2+(by)^2&=1\\ by&=\sqrt{1-(ax)^2}\\ y &= \frac{1}{b}\sqrt{1-(ax)^2} \end{aligned} (b) The values of xx in the domain of the function above are those that satisfy 1−(ax)2≥01-(ax)^2 \geq 0. That is, −1a≤x≤1a-\frac{1}{a}\leq x \leq \frac{1}{a}. Therefore, the upper half of the ellipse has area

1b∫−1a1a1−(ax)2 dxThe upper half of a circle has equation y=r2−x2. =1b∫−1a1aa2(1a2−x2) dx=1b∫−1a1aa1a2−x2 dx=ab∫−1a1a1a2−x2 dx\begin{aligned} \displaystyle\frac{1}{b}&\displaystyle\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{1-(ax)^2}\ \mathrm{d}x \\ \text{The upper half of a circle has equation $y=\sqrt{r^2-x^2}$. } \\ &=\frac{1}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{a^2\left(\frac{1}{a^2}-x^2\right)}\ \mathrm{d}x\\ &=\frac{1}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}a\sqrt{\frac{1}{a^2}-x^2}\ \mathrm{d}x\\ &=\frac{a}{b}\int_{-\frac{1}{a}}^{\frac{1}{a}}\sqrt{\frac{1}{a^2}-x^2}\ \mathrm{d}x \end{aligned} (c) The function y=1a2−x2y=\sqrt{\dfrac{1}{a^2}-x^2} is the upper-half of the circle centred at the origin with radius 1a\dfrac{1}{a}. So, the expression from (b) evaluates to (ab)π2a2=π2ab\left(\dfrac{a}{b}\right)\dfrac{\pi}{2a^2} = \dfrac{\pi}{2ab}.

The expression from (b) was half of the ellipse, so the area of the ellipse is πab\dfrac{\pi}{ab}.

Remark: this was a slightly long-winded way of getting the result. The reasoning is basically this:

  • The area of the unit circle x2+y2=1x^2+y^2=1 is π\pi .
  • The ellipse (ax)2+y2=1(ax)^2+y^2=1 is obtained by shrinking the unit circle horizontally by a factor of aa. So, its area is πa\dfrac{\pi}{a} .
  • Further, the ellipse (ax)2+(by)2=1(ax)^2+(by)^2=1 is obtained from the previous ellipse by shrinking it vertically by a factor of bb. So, its area is πab\dfrac{\pi}{ab} .
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 15번
# 정적분의 뜻과 성질활용도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
408.CLP-2 · 1.2절 · 17번우리말 번역

다음 표를 채우세요: (우함수/기함수)와 (우함수/기함수)의 곱은 (우함수/기함수)이다. 두 함수 모두 모든 실수에서 정의되어 있다고 가정해도 됩니다.

×evenoddevenodd\begin{array}{|c||c|c|}\hline \times & \text{even} & \text{odd} \\ \hline \hline \text{even} & & \\ \hline \text{odd} & & \\ \hline \end{array}

영어 원문 보기

Fill in the following table: the product of an (even/odd) function with an (even/odd) function is an (even/odd) function. You may assume that both functions are defined for all real numbers.

×evenoddevenodd\begin{array}{|c||c|c|}\hline \times & \text{even} & \text{odd} \\ \hline \hline \text{even} & & \\ \hline \text{odd} & & \\ \hline \end{array}

정답·풀이 보기

우함수와 기함수의 정의를 떠올려 보자. f(x)f(x) 가 우함수라는 것은 정의역에 속하는 모든 xx 에 대해 f(−x)=f(x)f(-x)=f(x) 라는 뜻이고, f(x)f(x) 가 기함수라는 것은 정의역에 속하는 모든 xx 에 대해 f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x) 라는 뜻이다.

h(x)=f(x)⋅g(x)h(x)=f(x)\cdot g(x) 라 하자.

  • **우함수 ×\times 우함수: ** ff 와 gg 가 모두 우함수이면 h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=f(x)⋅g(x)=h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) = f(x)\cdot g(x)=h(x) 이므로 두 함수의 곱은 우함수이다.
  • **기함수 ×\times 기함수: ** ff 와 gg 가 모두 기함수이면 h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=[−f(x)]⋅[−g(x)]=f(x)⋅g(x)=h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) =[- f(x)]\cdot [-g(x)]=f(x)\cdot g(x)=h(x) 이므로 두 함수의 곱은 우함수이다.
  • **우함수 ×\times 기함수: ** ff 가 우함수이고 gg 가 기함수이면 h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=f(x)⋅[−g(x)]=−[f(x)⋅g(x)]=−h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) = f(x)\cdot[- g(x)]=-[f(x)\cdot g(x)]=-h(x) 이므로 두 함수의 곱은 기함수이다. 곱셈은 교환법칙이 성립하므로 두 함수를 곱하는 순서는 상관없다.

이 표는 함수가 아니라 짝수와 홀수인 수를 (곱하는 것이 아니라) 더할 때의 표와 같음을 알 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Let's recall the definitions of even and odd functions: f(x)f(x) is even if f(−x)=f(x)f(-x)=f(x) for every xx in its domain, and f(x)f(x) is odd if f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x) for every xx in its domain.

Let h(x)=f(x)⋅g(x)h(x)=f(x)\cdot g(x).

  • **even ×\times even: ** If ff and gg are both even, then h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=f(x)⋅g(x)=h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) = f(x)\cdot g(x)=h(x), so their product is even.
  • **odd ×\times odd: ** If ff and gg are both odd, then h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=[−f(x)]⋅[−g(x)]=f(x)⋅g(x)=h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) =[- f(x)]\cdot [-g(x)]=f(x)\cdot g(x)=h(x), so their product is even.
  • **even ×\times odd: ** If ff is even and gg is odd, then h(−x)=f(−x)⋅g(−x)=f(x)⋅[−g(x)]=−[f(x)⋅g(x)]=−h(x)h(-x)=f(-x)\cdot g(-x) = f(x)\cdot[- g(x)]=-[f(x)\cdot g(x)]=-h(x), so their product is odd. Because multiplication is commutative, the order we multiply the functions in doesn't matter.

We note that the table would be the same as if we were adding (not multiplying) even and odd numbers (not functions).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 16번
# 정적분의 뜻과 성질그래프·표 해석도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
409.CLP-2 · 1.2절 · 18번우리말 번역

f(x)f(x) 는 기함수이고 g(x)g(x) 는 우함수이며, 둘 다 x=0x=0 에서 정의되어 있다고 하자. f(0)f(0) 과 g(0)g(0) 이 가질 수 있는 값은 무엇인지 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose f(x)f(x) is an odd function and g(x)g(x) is an even function, both defined at x=0x=0. What are the possible values of f(0)f(0) and g(0)g(0)?

정답·풀이 보기

f(x)f(x) 가 기함수이므로 f(0)=−f(−0)=−f(0)f(0)=-f(-0)=-f(0) 이다. 따라서 f(0)=0f(0)=0 이다.

그러나 이 제한은 g(x)g(x) 에는 적용되지 않는다. 예를 들어 임의의 상수 cc 에 대해 g(x)=cg(x)=c 라 하자. 그러면 g(x)g(x) 는 우함수이고 g(0)=cg(0)=c 이다. 따라서 g(0)g(0) 은 임의의 실수일 수 있다.

원본 교재 풀이(영어)

Since f(x)f(x) is odd, f(0)=−f(−0)=−f(0)f(0)=-f(-0)=-f(0). So, f(0)=0f(0)=0.

However, this restriction does not apply to g(x)g(x). For example, for any constant cc, let g(x)=cg(x)=c. Then g(x)g(x) is even and g(0)=cg(0)=c. So, g(0)g(0) can be any real number.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 5.2절 · 20번
# 정적분의 뜻과 성질계산도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
410.CLP-2 · 1.2절 · 19번우리말 번역

f(x)f(x) 가 모든 실수에서 정의된 함수이고 우함수이면서 동시에 기함수라고 하자. f(x)f(x) 는 무엇일 수 있는지 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose f(x)f(x) is a function defined on all real numbers that is both even and odd. What could f(x)f(x) be?

정답·풀이 보기

xx 를 임의의 실수라 하자.

  • f(x)=f(−x)f(x)=f(-x) (f(x)f(x) 가 우함수이므로), 그리고
  • f(x)=−f(−x)f(x)=-f(-x) (f(x)f(x) 가 기함수이므로).
  • 따라서 f(x)=−f(x)f(x)=-f(x) 이다.
  • 그러면 (양변에 f(x)f(x) 를 더하면) 2f(x)=02f(x)=0 이므로 f(x)=0f(x)=0 이다.

따라서 모든 xx 에 대해 f(x)=0f(x)=0 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let xx be any real number.

  • f(x)=f(−x)f(x)=f(-x) (since f(x)f(x) is even), and
  • f(x)=−f(−x)f(x)=-f(-x) (since f(x)f(x) is odd).
  • So, f(x)=−f(x)f(x)=-f(x).
  • Then (adding f(x)f(x) to both sides) we see 2f(x)=02f(x)=0, so f(x)=0f(x)=0.

So, f(x)=0f(x)=0 for every xx.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 18번
# 정적분의 뜻과 성질계산도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
411.CLP-2 · 1.2절 · 20번우리말 번역

우함수의 도함수는 우함수인가요, 기함수인가요? 기함수의 도함수는 우함수인가요, 기함수인가요?

영어 원문 보기

Is the derivative of an even function even or odd? Is the derivative of an odd function even or odd?

정답·풀이 보기
  • 풀이 1: f(x)f(x) 가 기함수라 하자. 합성함수의 미분법을 이용하여 f′(x)f'(x) 를 알아본다.

f(−x)=−f(x)(기함수)ddx{f(−x)}=ddx{−f(x)}−f′(−x)=−f′(x)(합성함수의 미분법)f′(−x)=f′(x)\begin{aligned} f(-x)&=-f(x)& \text{(기함수)}\\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(-x)\}&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{-f(x)\}\\ -f'(-x)&=-f'(x) & \text{(합성함수의 미분법)}\\ f'(-x)&=f'(x) \end{aligned}

따라서 f(x)f(x) 가 기함수이면 f′(x)f'(x) 는 우함수이다.

마찬가지로 f(x)f(x) 가 우함수라 하자.

f(−x)=f(x)(우함수)ddx{f(−x)}=ddx{f(x)}−f′(−x)=f′(x)(합성함수의 미분법)f′(−x)=−f′(x)\begin{aligned} f(-x)&=f(x)& \text{(우함수)}\\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(-x)\}&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\\ -f'(-x)&=f'(x) & \text{(합성함수의 미분법)}\\ f'(-x)&=-f'(x) \end{aligned}

따라서 f(x)f(x) 가 우함수이면 f′(x)f'(x) 는 기함수이다.

  • 풀이 2: 이 문제를 생각하는 다른 방법은 함수를 “뒤집으면" 도함수의 부호가 바뀐다는 점에 주목하는 것이다. 우함수는 (yy 축에 대해) “한 번 뒤집은" 것이므로 f′(x)=−f′(−x)f'(x)=-f'(-x) 가 성립해야 하고, 따라서 우함수의 도함수는 기함수여야 한다. 기함수는 (yy 축에 대해, 그리고 xx 축에 대해) “두 번 뒤집은" 것이므로 f′(x)=−(−f′(−x))=f′(−x)f'(x)=-(-f'(-x))=f'(-x) 가 성립해야 한다. 따라서 기함수의 도함수는 우함수여야 한다. 이러한 생각을 아래에서 더 자세히 설명한다.

먼저 f(x)f(x) 가 우함수인 경우를 생각하고 f′(x)f'(x) 를 알아본다.

그림

함수 전체가 yy 축에 대해 거울처럼 대칭이다. 따라서 xx 와 −x-x 에서 함수의 “가파른 정도"는 같지만, 한쪽이 증가하면 다른 쪽은 감소한다. 즉, f′(−x)=−f′(x)f'(-x)=-f'(x) 이다. (위 그림에서 어떤 점 aia_i 에서의 기울기와 그에 대응하는 점 −ai-a_i 에서의 기울기를 비교해 보라.) 따라서 f(x)f(x) 가 우함수이면 f′(x)f'(x) 는 기함수이다.

다음으로 f(x)f(x) 가 기함수인 경우를 생각하고 f′(x)f'(x) 를 알아본다. 아래의 파란색 그래프가 y=f(x)y=f(x) 라 하자. 만약 f(x)f(x) 가 우함수라면 yy 축의 왼쪽에서 주황색 그래프와 같은 모양일 것이며, 이를 y=g(x)y=g(x) 라 하자.

그림

위에서 살펴본 내용으로부터, 모든 x>0x>0 에 대해 −f′(x)=g′(−x)-f'(x)=g'(-x) 임을 안다. x<0x<0 일 때 f(x)=−g(x)f(x)=-g(x) 이다. 따라서 x>0x>0 이면 −f′(x)=g′(−x)=−f′(−x)-f'(x)=g'(-x)=-f'(-x) 이다. 다시 말해 f′(x)=f′(−x)f'(x)=f'(-x) 이다. 마찬가지로 x<0x<0 이면 f′(x)=−g′(x)=f′(−x)f'(x)=-g'(x)=f'(-x) 이다. 그러므로 f′(x)f'(x) 는 우함수이다. (아래 그래프에서 f′(ai)=f′(−ai)f'(a_i)=f'(-a_i) 임을 대략 확인해 볼 수 있다.)

그림

원본 교재 풀이(영어)
  • Solution 1: Suppose f(x)f(x) is an odd function. We investigate f′(x)f'(x) using the chain rule:

f(−x)=−f(x)(odd function)ddx{f(−x)}=ddx{−f(x)}−f′(−x)=−f′(x)(chain rule)f′(−x)=f′(x)\begin{aligned} f(-x)&=-f(x)& \text{(odd function)}\\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(-x)\}&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{-f(x)\}\\ -f'(-x)&=-f'(x) & \text{(chain rule)}\\ f'(-x)&=f'(x) \end{aligned}

So, when f(x)f(x) is odd, f′(x)f'(x) is even.

Similarly, suppose f(x)f(x) is even.

f(−x)=f(x)(even function)ddx{f(−x)}=ddx{f(x)}−f′(−x)=f′(x)(chain rule)f′(−x)=−f′(x)\begin{aligned} f(-x)&=f(x)& \text{(even function)}\\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(-x)\}&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{f(x)\}\\ -f'(-x)&=f'(x) & \text{(chain rule)}\\ f'(-x)&=-f'(x) \end{aligned}

So, when f(x)f(x) is even, f′(x)f'(x) is odd.

  • Solution 2: Another way to think about this problem is to notice that “mirroring" a function changes the sign of its derivative. Then since an even function is “mirrored once" (across the yy-axis), it should have f′(x)=−f′(−x)f'(x)=-f'(-x), and so the derivative of an even function should be an odd function. Since an odd function is “mirrored twice" (across the yy-axis and across the xx-axis), it should have f′(x)=−(−f′(−x))=f′(−x)f'(x)=-(-f'(-x))=f'(-x). So the derivative of an odd function should be even. These ideas are presented in more detail below.

First, we consider the case where f(x)f(x) is even, and investigate f′(x)f'(x).

figure

The whole function has a mirror-like symmetry across the yy-axis. So, at xx and −x-x, the function will have the same “steepness," but if one is increasing then the other is decreasing. That is, f′(−x)=−f′(x)f'(-x)=-f'(x). (In the picture above, compare the slope at some point aia_i with its corresponding point −ai-a_i.) So, f′(x)f'(x) is odd when f(x)f(x) is even.

Second, let's consider the case where f(x)f(x) is odd, and investigate f′(x)f'(x). Suppose the blue graph below is y=f(x)y=f(x). If f(x)f(x) were even, then to the left of the yy-axis, it would look like the orange graph, which we'll call y=g(x)y=g(x).

figure

From our work above, we know that, for every x>0x>0, −f′(x)=g′(−x)-f'(x)=g'(-x). When x<0x<0, f(x)=−g(x)f(x)=-g(x). So, if x>0x>0, then −f′(x)=g′(−x)=−f′(−x)-f'(x)=g'(-x)=-f'(-x). In other words, f′(x)=f′(−x)f'(x)=f'(-x). Similarly, if x<0x<0, then f′(x)=−g′(x)=f′(−x)f'(x)=-g'(x)=f'(-x). Therefore f′(x)f'(x) is even. (In the graph below, you can anecdotally verify that f′(ai)=f′(−ai)f'(a_i)=f'(-a_i).)

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.2절 · 19번
# 정적분의 뜻과 성질계산도전자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
412.CLP-2 · 1.3절 · 2번우리말 번역

함수 f(x)=x3−sin⁡2xf(x) = x^3 -\sin 2x 에 대하여, F(0)=1F(0)=1 을 만족시키는 부정적분 F(x)F(x) 를 구하세요.

영어 원문 보기

For the function f(x)=x3−sin⁡2xf(x) = x^3 -\sin 2x, find its antiderivative F(x)F(x) that satisfies F(0)=1F(0)=1.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

먼저 x3−sin⁡(2x)x^3-\sin(2x) 의 부정적분을 구해 보자.

  • 도함수가 x3x^3 인 함수 하나는 x44\dfrac{x^4}{4} 이다.
  • sin⁡(2x)\sin(2x) 의 부정적분을 구하기 위해 먼저 cos⁡(2x)\cos(2x) 를 떠올릴 수 있지만, 확인해 보면 ddx{cos⁡(2x)}=−2sin⁡(2x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos(2x)\}=-2\sin(2x) 이다. 따라서 −12-\dfrac{1}{2} 을 곱하기만 하면 된다: ddx{−12cos⁡2x}=sin⁡(2x)\displaystyle\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-\dfrac{1}{2}\cos 2x\right\}=\sin(2x).

따라서 f(x)f(x) 의 부정적분은 x44+12cos⁡2x+C\dfrac{x^4}{4}+\dfrac{1}{2}\cos 2x+C 이다. F(0)=1F(0)=1 을 만족시키려면 다음이 성립해야 한다. (기호   ⟺  \iff 는 “필요충분조건이다”라고 읽는다. 이는 수학에서 두 명제가 논리적으로 동치임을 나타내는 데 쓰인다. 더 정확히 말하면, 명제 P  ⟺  QP \iff Q 는 QQ 가 참일 때마다 PP 가 참이고 PP 가 참일 때마다 QQ 가 참이라는 뜻이다.)

[x44+12cos⁡2x+C]x=0=1  ⟺  12+C=1  ⟺  C=12\begin{aligned} \Big[\frac{x^4}{4}+\frac{1}{2}\cos 2x+C\Big]_{x=0}=1 \iff \frac{1}{2} + C = 1 \iff C=\frac{1}{2} \end{aligned}

따라서 F(x)=x44+12cos⁡2x+12F(x) = \dfrac{x^4}{4}+\dfrac{1}{2}\cos 2x+\dfrac{1}{2} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

First, let's find a general antiderivative of x3−sin⁡(2x)x^3-\sin(2x).

  • One function with derivative x3x^3 is x44\dfrac{x^4}{4}.
  • To find an antiderivative of sin⁡(2x)\sin(2x), we might first guess cos⁡(2x)\cos(2x); checking, we see ddx{cos⁡(2x)}=−2sin⁡(2x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\cos(2x)\}=-2\sin(2x). So, we only need to multiply by −12-\dfrac{1}{2}: ddx{−12cos⁡2x}=sin⁡(2x)\displaystyle\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-\dfrac{1}{2}\cos 2x\right\}=\sin(2x).

So, the general antiderivative of f(x)f(x) is x44+12cos⁡2x+C\dfrac{x^4}{4}+\dfrac{1}{2}\cos 2x+C. To satisfy F(0)=1F(0)=1, we need (The symbol   ⟺  \iff 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 P  ⟺  QP \iff Q tells us that PP is true whenever QQ is true and QQ is true whenever PP is true.)

[x44+12cos⁡2x+C]x=0=1  ⟺  12+C=1  ⟺  C=12\begin{aligned} \Big[\frac{x^4}{4}+\frac{1}{2}\cos 2x+C\Big]_{x=0}=1 \iff \frac{1}{2} + C = 1 \iff C=\frac{1}{2} \end{aligned}

So F(x)=x44+12cos⁡2x+12F(x) = \dfrac{x^4}{4}+\dfrac{1}{2}\cos 2x+\dfrac{1}{2}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.3절 · 51번
# 미적분의 기본정리계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
413.CLP-2 · 1.3절 · 4번우리말 번역

참 또는 거짓: 1x2\dfrac{1}{x^2} 의 부정적분은 log⁡(x2)\log (x^2) 이다 (여기서 log⁡x\log x 는 밑이 ee 인 로그를 뜻한다).

영어 원문 보기

True or false: an antiderivative of 1x2\dfrac{1}{x^2} is log⁡(x2)\log (x^2) (where by log⁡x\log x we mean logarithm base ee).

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이런 생각이 들기 쉽다:

∫1x dx=log⁡∣x∣+C 그러니 아마 비슷하게 ∫1x2 dx=?log⁡∣x2∣+C=log⁡(x2)+C 미분하여 확인한다:ddx{log⁡(x2)}=ddx{2log⁡x}=2x≠1x2\begin{aligned} \int \frac{1}{x}\ \mathrm{d}x&=\log|x|+C \\ \text{ 그러니 아마 비슷하게 } \\ \int \frac{1}{x^2}\ \mathrm{d}x&\stackrel{?}{=}\log|x^2|+C=\log(x^2)+C \\ \text{ 미분하여 확인한다:} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\log(x^2)\} &= \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{2\log x\}=\frac{2}{x} \neq \frac{1}{x^2} \end{aligned} 따라서 그렇게 간단하지 않았다: 거짓이다.

부정적분을 추측할 때는 처음의 추측을 조금 고쳐야 하는 경우가 많다. 상수를 바꾸는 것은 잘 통하지만, 함수를 바꾸는 것은 대체로 통하지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

This is a tempting thought:

∫1x dx=log⁡∣x∣+C so perhaps similarly ∫1x2 dx=?log⁡∣x2∣+C=log⁡(x2)+C We check by differentiating:ddx{log⁡(x2)}=ddx{2log⁡x}=2x≠1x2\begin{aligned} \int \frac{1}{x}\ \mathrm{d}x&=\log|x|+C \\ \text{ so perhaps similarly } \\ \int \frac{1}{x^2}\ \mathrm{d}x&\stackrel{?}{=}\log|x^2|+C=\log(x^2)+C \\ \text{ We check by differentiating:} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\log(x^2)\} &= \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{2\log x\}=\frac{2}{x} \neq \frac{1}{x^2} \end{aligned} So, it wasn't so easy: false.

When we're guessing antiderivatives, we often need to adjust our original guesses a little. Changing constants works well; changing functions usually does not.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 4.4절 · 11번
# 미적분의 기본정리개념 확인기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
414.CLP-2 · 1.3절 · 5번우리말 번역

참 또는 거짓: cos⁡(ex)\cos(e^x) 의 부정적분은 sin⁡(ex)ex\frac{\sin(e^x)}{e^x} 이다.

영어 원문 보기

True or false: an antiderivative of cos⁡(ex)\cos(e^x) is sin⁡(ex)ex\frac{\sin(e^x)}{e^x}.

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이렇게 해 보고 싶어진다:

ddx{sin⁡(ex)}=excos⁡(ex)그러므로 아마도ddx{sin⁡(ex)ex}=?cos⁡(ex)미분하여 확인한다:ddx{sin⁡(ex)ex}=ex(cos⁡(ex)⋅ex)−sin⁡(ex)exe2x(몫의 미분법)=cos⁡(ex)−sin⁡(ex)ex≠cos⁡(ex)\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin(e^x)\} &= e^x\cos(e^x) \\ \text{그러므로 아마도} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{\sin(e^x)}{e^x}\right\} &\stackrel{?}{=} \cos(e^x) \\ \text{미분하여 확인한다:} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{\sin(e^x)}{e^x}\right\} &=\frac{e^x\left(\cos(e^x)\cdot e^x\right)-\sin(e^x)e^x}{e^{2x}} &\text{(몫의 미분법)}\\ & = \cos (e^x) - \frac{\sin(e^x)}{e^x}\\ &\neq \cos(e^x) \end{aligned}

따라서 주어진 명제는 거짓이다.

부정적분을 추측할 때에는 처음 추측을 조금 고쳐야 하는 경우가 많다. 상수로 나누는 것은 대체로 잘 되지만, 함수로 나누는 것은 대체로 잘 되지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

This is tempting:

ddx{sin⁡(ex)}=excos⁡(ex)so perhapsddx{sin⁡(ex)ex}=?cos⁡(ex)We check by differentiating:ddx{sin⁡(ex)ex}=ex(cos⁡(ex)⋅ex)−sin⁡(ex)exe2x(quotient rule)=cos⁡(ex)−sin⁡(ex)ex≠cos⁡(ex)\begin{aligned} \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{\sin(e^x)\} &= e^x\cos(e^x) \\ \text{so perhaps} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{\sin(e^x)}{e^x}\right\} &\stackrel{?}{=} \cos(e^x) \\ \text{We check by differentiating:} \\ \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{\frac{\sin(e^x)}{e^x}\right\} &=\frac{e^x\left(\cos(e^x)\cdot e^x\right)-\sin(e^x)e^x}{e^{2x}} &\text{(quotient rule)}\\ & = \cos (e^x) - \frac{\sin(e^x)}{e^x}\\ &\neq \cos(e^x) \end{aligned}

So, the statement is false.

When we're guessing antiderivatives, we often need to adjust our original guesses a little. Dividing by constants works well; dividing by functions usually does not.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.3절 · 4번
# 미적분의 기본정리개념 확인기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
415.CLP-2 · 1.3절 · 6번우리말 번역

F(x)=∫7xsin⁡(t2) dtF(x) = \displaystyle\int_7^x \sin(t^2)\ \mathrm{d}t 라 하자. xx 에 대한 F(x)F(x) 의 순간변화율을 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose F(x)=∫7xsin⁡(t2) dtF(x) = \displaystyle\int_7^x \sin(t^2)\ \mathrm{d}t. What is the instantaneous rate of change of F(x)F(x) with respect to xx?

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정답·풀이 보기

“xx 에 대한 F(x)F(x) 의 순간변화율”은 “F′(x)F'(x)”를 달리 표현한 말이다. 미적분학의 기본정리 제1부에 의해 이 값은 sin⁡(x2)\sin (x^2) 이다.

원본 교재 풀이(영어)

“The instantaneous rate of change of F(x)F(x) with respect to xx" is another way of saying “F′(x)F'(x)". From the Fundamental Theorem of Calculus Part 1, we know this is sin⁡(x2)\sin (x^2).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기Active Calculus · 4.4절 · 13번
# 미적분의 기본정리계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
416.CLP-2 · 1.3절 · 7번우리말 번역

F(x)=∫2xe1/t dtF(x) = \displaystyle\int_{2}^x e^{1/t}\ \mathrm{d}t 라 하자. x=3x=3 일 때 y=F(x)y=F(x) 의 접선의 기울기를 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose F(x)=∫2xe1/t dtF(x) = \displaystyle\int_{2}^x e^{1/t}\ \mathrm{d}t. What is the slope of the tangent line to y=F(x)y=F(x) when x=3x=3?

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정답·풀이 보기

x=3x=3 일 때 y=F(x)y=F(x) 의 접선의 기울기는 바로 F′(3)F'(3) 이다. 미적분학의 기본정리 제1부에 의해 F′(x)=e1/xF'(x) = e^{1/x} 이다. 따라서 F′(3)=e1/3=e3F'(3) = e^{1/3} = \sqrt[3]{e} 이다.

원본 교재 풀이(영어)

The slope of the tangent line to y=F(x)y=F(x) when x=3x=3 is exactly F′(3)F'(3). By the Fundamental Theorem of Calculus Part 1, F′(x)=e1/xF'(x) = e^{1/x}. Then F′(3)=e1/3=e3F'(3) = e^{1/3} = \sqrt[3]{e}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.3절 · 6번
# 미적분의 기본정리계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
417.CLP-2 · 1.3절 · 8번우리말 번역

F′(x)=f(x)F'(x)=f(x) 라 하자. f(x)f(x) 의 서로 다른 부정적분 두 개를 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose F′(x)=f(x)F'(x)=f(x). Give two different antiderivatives of f(x)f(x).

정답·풀이 보기

임의의 상수 CC 에 대해 F(x)+CF(x)+C 는 f(x)f(x) 의 부정적분이다. 왜냐하면 ddx{F(x)+C}=ddx{F(x)}=f(x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{F(x)+C\} = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{F(x)\} = f(x) 이기 때문이다. 따라서 예를 들어 F(x)F(x) 와 F(x)+1F(x)+1 은 모두 f(x)f(x) 의 부정적분이다.

원본 교재 풀이(영어)

For any constant CC, F(x)+CF(x)+C is an antiderivative of f(x)f(x), because ddx{F(x)+C}=ddx{F(x)}=f(x)\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{F(x)+C\} = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\{F(x)\} = f(x). So, for example, F(x)F(x) and F(x)+1F(x)+1 are both antiderivatives of f(x)f(x).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 5.4절 · 30번
# 미적분의 기본정리계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
418.CLP-2 · 1.3절 · 10번우리말 번역

미적분학의 기본정리 제2부를 이용하여 다음 적분의 값을 구하거나, 적용할 수 없는 이유를 설명하세요.

(a) ∫−ππcos⁡x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \cos x \ \mathrm{d}x. (b) ∫−ππsec⁡2x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \sec^2 x \ \mathrm{d}x. (c) ∫−201x+1 dx\displaystyle\int_{-2}^0 \frac{1}{x+1}\ \mathrm{d}x.

영어 원문 보기

Evaluate the following integrals using the Fundamental Theorem of Calculus Part 2, or explain why it does not apply.

(a) ∫−ππcos⁡x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \cos x \ \mathrm{d}x. (b) ∫−ππsec⁡2x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \sec^2 x \ \mathrm{d}x. (c) ∫−201x+1 dx\displaystyle\int_{-2}^0 \frac{1}{x+1}\ \mathrm{d}x.

정답·풀이 보기

(a) cos⁡x\cos x 의 부정적분은 sin⁡x\sin x 이고, cos⁡x\cos x 는 모든 곳에서 연속이므로 ∫−ππcos⁡x dx=sin⁡(π)−sin⁡(−π)=0\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \cos x \ \mathrm{d}x = \sin(\pi)-\sin(-\pi) = 0. (b) sec⁡2x\sec^2 x 는 x=±π2x=\pm\frac{\pi}{2} 에서 불연속이므로, ∫−ππsec⁡2x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \sec^2 x \ \mathrm{d}x 에는 미적분학의 기본정리 제2부를 적용할 수 없다. (c) 1x+1\frac{1}{x+1} 은 x=−1x=-1 에서 불연속이므로, ∫−201x+1 dx\displaystyle\int_{-2}^0 \frac{1}{x+1}\ \mathrm{d}x 에는 미적분학의 기본정리 제2부를 적용할 수 없다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) The antiderivative of cos⁡x\cos x is sin⁡x\sin x, and cos⁡x\cos x is continuous everywhere, so ∫−ππcos⁡x dx=sin⁡(π)−sin⁡(−π)=0\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \cos x \ \mathrm{d}x = \sin(\pi)-\sin(-\pi) = 0. (b) Since sec⁡2x\sec^2 x is discontinuous at x=±π2x=\pm\frac{\pi}{2}, the Fundamental Theorem of Calculus Part 2 does not apply to ∫−ππsec⁡2x dx\displaystyle\int_{-\pi}^\pi \sec^2 x \ \mathrm{d}x. (c) Since 1x+1\frac{1}{x+1} is discontinuous at x=−1x=-1, the Fundamental Theorem of Calculus Part 2 does not apply to ∫−201x+1 dx\displaystyle\int_{-2}^0 \frac{1}{x+1}\ \mathrm{d}x.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.3절 · 5번
# 미적분의 기본정리계산기본자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
419.CLP-2 · 1.3절 · 20번우리말 번역

∫02(x3+sin⁡x) dx\displaystyle\int_0^2 \big(x^3+\sin x)\,\mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate ∫02(x3+sin⁡x) dx\displaystyle\int_0^2 \big(x^3+\sin x)\,\mathrm{d}x.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

미적분학의 기본정리에 의해

∫02(x3+sin⁡x) dx=[x44−cos⁡x]02=(244−cos⁡2)−(0−cos⁡0)=4−cos⁡2+1=5−cos⁡2.\begin{aligned} \int_0^2 \big(x^3+\sin x)\,\mathrm{d}x &=\left[\frac{x^4}{4}-\cos x\right]_0^2\\ &=\left(\frac{2^4}{4}-\cos 2\right)-\left(0 -\cos 0\right) \\ &= 4-\cos2+1=5-\cos2. \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

By the Fundamental Theorem of Calculus,

∫02(x3+sin⁡x) dx=[x44−cos⁡x]02=(244−cos⁡2)−(0−cos⁡0)=4−cos⁡2+1=5−cos⁡2.\begin{aligned} \int_0^2 \big(x^3+\sin x)\,\mathrm{d}x &=\left[\frac{x^4}{4}-\cos x\right]_0^2\\ &=\left(\frac{2^4}{4}-\cos 2\right)-\left(0 -\cos 0\right) \\ &= 4-\cos2+1=5-\cos2. \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 5장 복습 · 19번
# 미적분의 기본정리계산보통자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
420.CLP-2 · 1.3절 · 22번우리말 번역

∫11+25x2dx\displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate ∫11+25x2dx\displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x.

답 쓰고 채점

부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요

정답·풀이 보기

피적분함수는 11+x2\dfrac{1}{1+x^2} 과 비슷한데, 이는 아크탄젠트의 도함수이다. 실제로 다음이 성립한다.

∫11+25x2dx=∫11+(5x)2dx. 따라서 부정적분을 처음에는 다음과 같이 추측해 볼 수 있다. F(x)=?arctan⁡(5x). 그런데 연쇄법칙 때문에 F′(x)=51+(5x)2. 분자를 “고치기" 위해 두 번째로 추측한다: F(x)=15arctan⁡(5x)F′(x)=15(51+(5x)2)=11+25x2따라서,∫11+25x2dx=15arctan⁡(5x)+C.\begin{aligned}\displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x &= \int \dfrac{1}{1+(5x)^2}\mathrm{d}x. \\ \text{ 따라서 부정적분을 처음에는 다음과 같이 추측해 볼 수 있다. } \\ F(x) &\stackrel{?}{=} \arctan(5x). \\ \text{ 그런데 연쇄법칙 때문에 } \\ F'(x) &= \dfrac{5}{1+(5x)^2}. \\ \text{ 분자를 ``고치기" 위해 두 번째로 추측한다: } \\ F(x) &= \frac{1}{5}\arctan(5x)\\ F'(x) &= \dfrac{1}{5}\left(\dfrac{5}{1+(5x)^2}\right) = \dfrac{1}{1+25x^2}\\ \text{따라서,}\qquad \displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x&=\frac{1}{5}\arctan(5x)+C. \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The integrand is similar to 11+x2\dfrac{1}{1+x^2}, which is the derivative of arctangent. Indeed, we have

∫11+25x2dx=∫11+(5x)2dx. So, a reasonable first guess for the antiderivative might be F(x)=?arctan⁡(5x). However, because of the chain rule, F′(x)=51+(5x)2. In order to “fix" the numerator, we make a second guess: F(x)=15arctan⁡(5x)F′(x)=15(51+(5x)2)=11+25x2So,∫11+25x2dx=15arctan⁡(5x)+C.\begin{aligned}\displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x &= \int \dfrac{1}{1+(5x)^2}\mathrm{d}x. \\ \text{ So, a reasonable first guess for the antiderivative might be } \\ F(x) &\stackrel{?}{=} \arctan(5x). \\ \text{ However, because of the chain rule, } \\ F'(x) &= \dfrac{5}{1+(5x)^2}. \\ \text{ In order to ``fix" the numerator, we make a second guess: } \\ F(x) &= \frac{1}{5}\arctan(5x)\\ F'(x) &= \dfrac{1}{5}\left(\dfrac{5}{1+(5x)^2}\right) = \dfrac{1}{1+25x^2}\\ \text{So,}\qquad \displaystyle\int \dfrac{1}{1+25x^2}\mathrm{d}x&=\frac{1}{5}\arctan(5x)+C. \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 1.3절 · 20번
# 미적분의 기본정리계산보통자동 분류
CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)