문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 함수의 극한과 연속

함수의 극한과 연속 전체 문제

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33문제 · 1 / 2쪽

1.OpenStax 1권 · 2.3절 · 23번우리말 풀이

다음 문제에서는 직접 대입해서 정의되지 않는 식을 얻으세요. 그런 다음 (본문의) 방법을 써서 함수를 간단히 하고 극한을 구하세요.

lim⁡x→1−2x2+7x−4x2+x−2\lim_{x\to 1^{-}}\dfrac{2x^{2}+7x-4}{x^{2}+x-2}

영어 원문 보기

In the following exercises, use direct substitution to obtain an undefined expression. Then, use the method of (see text) to simplify the function to help determine the limit.

lim⁡x→1−2x2+7x−4x2+x−2\lim_{x\to {1}^{-}}\frac{2{x}^{2}+7x-4}{{x}^{2}+x-2}

풀이 보기

분모만 00 이 되고 분자는 00 이 아니면 ±∞\pm\infty 로 가요. 부호는 xx 가 11 의 왼쪽에서 다가갈 때의 분모 부호로 정해요.

  1. 1

    직접 대입해 봐요. x=1x=1 이면 분자는 2+7−4=52+7-4=5, 분모는 1+1−2=01+1-2=0 이라서 50\dfrac{5}{0} 로 정의되지 않아요.

  2. 2

    인수분해해요. 분자는 2x2+7x−4=(2x−1)(x+4)2x^2+7x-4=(2x-1)(x+4), 분모는 x2+x−2=(x+2)(x−1)x^2+x-2=(x+2)(x-1) 이에요. 약분할 공통 인수는 없어요.

    (2x−1)(x+4)(x+2)(x−1)\frac{(2x-1)(x+4)}{(x+2)(x-1)}

  3. 3

    분자와 분모의 값이 어디로 가는지 봐요. x→1x\to1 일 때 분자 (2x−1)(x+4)→1⋅5=5(2x-1)(x+4)\to 1\cdot5=5 (양수), (x+2)→3(x+2)\to3 (양수) 예요. 문제는 분모의 (x−1)(x-1) 이에요.

  4. 4

    왼쪽에서 다가갈 때의 부호를 확인해요. x→1−x\to1^{-} 이면 x<1x<1 이므로 x−1x-1 은 아주 작은 음수예요. 그래서 전체는 양수(양수)×(아주 작은 음수)\dfrac{\text{양수}}{\text{(양수)}\times(\text{아주 작은 음수})} 로 절댓값이 한없이 커지는 음수가 돼요.

답

−∞-\infty

자주 하는 실수

50\dfrac{5}{0} 을 보고 부호를 따지지 않은 채 그냥 ∞\infty 라고 써요.

원본 교재 풀이(영어)

−∞

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.4절 · 4번
# 극한의 성질과 계산계산보통
2.OpenStax 1권 · 2.4절 · 19번우리말 풀이

다음 문제에서는 주어진 구간에서 각 함수가 연속이 되도록 하는 kk 의 값을 구하세요.

f(x)={kx,0≤x≤3x+1,3<x≤10f(x)=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{kx}, & 0\le x\le 3 \\ x+1, & 3<x\le 10\end{array}\right.

영어 원문 보기

In the following exercises, find the value(s) of k that makes each function continuous over the given interval.

f(x)={kx,0≤x≤3x+1,3<x≤10f(x)=\{\begin{array}{cc}\sqrt{kx}, & 0\le x\le 3 \\ x+1, & 3<x\le 10\end{array}

답 쓰고 채점
풀이 보기

두 식이 이어지는 점 x=3x=3 에서 왼쪽 극한, 오른쪽 극한, 함숫값이 모두 같아야 해요.

  1. 1

    어디를 살필지 정해요. 각 조각은 자기 구간에서는 연속이에요(k>0k>0 일 때 kx\sqrt{kx}). 문제는 두 식이 만나는 x=3x=3 이에요.

  2. 2

    x=3x=3 에서의 값을 구해요. 왼쪽에서의 극한과 함숫값은 3k\sqrt{3k}, 오른쪽에서의 극한은 3+1=43+1=4 예요.

  3. 3

    두 값이 같다고 놓아요. 3k=4\sqrt{3k}=4 의 양변을 제곱하면 3k=163k=16 이고, k=163k=\dfrac{16}{3} 이에요.

  4. 4

    확인해요. k=163k=\dfrac{16}{3} 이면 3⋅163=16=4\sqrt{3\cdot\frac{16}{3}}=\sqrt{16}=4 로 오른쪽 값과 같아서 연속이에요.

답

k=163k=\dfrac{16}{3}

자주 하는 실수

x=3x=3 에서 두 식의 값을 맞추지 않고 kx=x+1\sqrt{kx}=x+1 을 xx 에 대한 방정식으로 풀려고 해요.

원본 교재 풀이(영어)

k=163k=\frac{16}{3}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.4절 · 9번
# 함수의 연속계산보통
3.CLP-1 · 1.3절 · 10번우리말 번역

lim⁡t→0sin⁡t\displaystyle\lim_{t \rightarrow 0} \sin t

영어 원문 보기

lim⁡t→0sin⁡t\displaystyle\lim_{t \rightarrow 0} \sin t

정답·풀이 보기

lim⁡t→0sin⁡t=0\displaystyle\lim_{t \rightarrow 0} \sin t=0 이다. tt 가 0에 가까워질 때 sin⁡t\sin t 도 0에 가까워지기 때문이다.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡t→0sin⁡t=0\displaystyle\lim_{t \rightarrow 0} \sin t=0: as tt approaches 0, sin⁡t\sin t approaches 0 as well.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 13번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
4.CLP-1 · 1.3절 · 11번우리말 번역

lim⁡x→0+log⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^+} \log x

영어 원문 보기

lim⁡x→0+log⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^+} \log x

정답·풀이 보기

lim⁡x→0+log⁡x=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^+} \log x = -\infty: xx 가 오른쪽에서 0에 가까워질 때, log⁡x\log x 는 음수이고 그 크기가 점점 커지며 한없이 커진다.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→0+log⁡x=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^+} \log x = -\infty: as xx approaches 0 from the right, log⁡x\log x is negative and increasingly large, growing without bound.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 10번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
5.CLP-1 · 1.3절 · 12번우리말 번역

lim⁡y→3y2\displaystyle\lim_{y \rightarrow 3} y^2

영어 원문 보기

lim⁡y→3y2\displaystyle\lim_{y \rightarrow 3} y^2

정답·풀이 보기

lim⁡y→3y2=9\displaystyle\lim_{y \rightarrow 3} y^2=9: yy 가 3에 점점 더 가까워질 때, y2y^2 은 323^2 에 점점 더 가까워진다.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡y→3y2=9\displaystyle\lim_{y \rightarrow 3} y^2=9: as yy gets closer and closer to 3, y2y^2 gets closer and closer to 323^2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 9번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
6.CLP-1 · 1.3절 · 13번우리말 번역

lim⁡x→0−1x\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^-} \dfrac{1}{x}

영어 원문 보기

lim⁡x→0−1x\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^-} \dfrac{1}{x}

정답·풀이 보기

lim⁡x→0−1x=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^-} \dfrac{1}{x}=-\infty: xx 가 왼쪽에서 0에 점점 더 가까워질 때, 1x\dfrac{1}{x} 은 절댓값이 점점 더 큰 음수가 된다.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→0−1x=−∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow 0^-} \dfrac{1}{x}=-\infty: as xx gets closer and closer to 0 from the left, 1x\dfrac{1}{x} becomes a larger and larger negative number.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 8번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
7.CLP-1 · 1.3절 · 16번우리말 번역

lim⁡x→3110\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} \dfrac{1}{10}

영어 원문 보기

lim⁡x→3110\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} \dfrac{1}{10}

정답·풀이 보기

lim⁡x→3110=110\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} \dfrac{1}{10}=\dfrac{1}{10}: xx 가 무엇이든 110\dfrac{1}{10} 은 언제나 110\dfrac{1}{10} 이다. 특히 xx 가 3에 가까워질 때에도 110\dfrac{1}{10} 은 110\dfrac{1}{10} 그대로 변하지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→3110=110\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} \dfrac{1}{10}=\dfrac{1}{10}: no matter what xx is, 110\dfrac{1}{10} is always 110\dfrac{1}{10}. In particular, as xx approaches 3, 110\dfrac{1}{10} stays put at 110\dfrac{1}{10}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 5번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
8.CLP-1 · 1.3절 · 17번우리말 번역

lim⁡x→3f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} f(x) 를 구하세요. 여기서 f(x)={sin⁡xx≤2.9x2x>2.9f(x)=\left\{ \begin{array}{ll} \sin x&x\leq 2.9\\ x^2&x>2.9 \end{array} \right. 이다.

영어 원문 보기

lim⁡x→3f(x)\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} f(x), where f(x)={sin⁡xx≤2.9x2x>2.9f(x)=\left\{ \begin{array}{ll} \sin x&x\leq 2.9\\ x^2&x>2.9 \end{array} \right..

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정답·풀이 보기

xx 가 3에 아주 가까울 때, f(x)f(x) 는 함수 x2x^2 과 같아 보인다. 따라서: lim⁡x→3f(x)=lim⁡x→3x2=9\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} f(x) = \displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} x^2=9

원본 교재 풀이(영어)

When xx is very close to 3, f(x)f(x) looks like the function x2x^2. So: lim⁡x→3f(x)=lim⁡x→3x2=9\displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} f(x) = \displaystyle\lim_{x \rightarrow 3} x^2=9

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.3절 · 4번
# 함수의 극한의 뜻계산보통자동 분류
9.CLP-1 · 1.5절 · 3번우리말 번역

다음 극한의 값을 구하세요. lim⁡x→∞2−x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞2−x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}

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lim⁡x→∞2−x=lim⁡x→∞12x=0\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} \frac{1}{2^x}=0

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→∞2−x=lim⁡x→∞12x=0\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^{-x}= \displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} \frac{1}{2^x}=0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 13번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
10.CLP-1 · 1.5절 · 4번우리말 번역

값을 구하세요. lim⁡x→∞2x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^x

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞2x\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty} 2^x

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xx 가 점점 커지면 2x2^x 은 한없이 커진다. (xx 가 정수일 때는 22 를 점점 더 많이 거듭해서 곱하는 것을 떠올리면 된다.) 따라서 lim⁡x→∞2x=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}2^x=\infty 이다.

원본 교재 풀이(영어)

As xx gets larger and larger, 2x2^x grows without bound. (For integer values of xx, you can imagine multiplying 22 by itself more and more times.) So, lim⁡x→∞2x=∞\displaystyle\lim_{x \rightarrow \infty}2^x=\infty.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 12번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
11.CLP-1 · 1.5절 · 6번우리말 번역

값을 구하세요. lim⁡x→−∞cos⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} \cos x

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→−∞cos⁡x\displaystyle\lim_{x \rightarrow -\infty} \cos x

정답·풀이 보기

xx 가 음의 방향으로 점점 더 커질 때 cos⁡x\cos x 가 가까워지는 하나의 수는 없다. xx 가 음의 방향으로 커짐에 따라 이 함수는 −1-1 과 +1+1 사이를 오르내리며, 어느 한 수에도 가까워지지 않는다. 따라서 이 극한은 존재하지 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

There is no single number that cos⁡x\cos x approaches as xx becomes more and more strongly negative: as xx grows in the negative direction, the function oscillates between −1-1 and +1+1, never settling close to one particular number. So, this limit does not exist.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 10번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
12.CLP-1 · 1.5절 · 7번우리말 번역

lim⁡x→∞x−3x5+100x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty}x-3x^5+100x^2 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞x−3x5+100x2\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty}x-3x^5+100x^2.

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이 다항식에서 최고차항은 −3x5-3x^5 이므로, xx 가 무한대로 갈 때 이 항이 함수의 변화를 좌우한다. 좀 더 엄밀하게 나타내면 다음과 같다.

lim⁡x→∞(x−3x5+100x2)=lim⁡x→∞−3x5(1−13x4−1003x3)=lim⁡x→∞−3x5=−∞왜냐하면lim⁡x→∞(1−13x4−1003x3)=1−0−0=1.\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \big(x - 3x^5 +100 x^2\big) &=\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5\left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) \\ & =\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5 =-\infty \\ \text{왜냐하면} \\ \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) &=1-0-0=1. \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The highest-order term in this polynomial is −3x5-3x^5, so this dominates the function's behaviour as xx goes to infinity. More formally:

lim⁡x→∞(x−3x5+100x2)=lim⁡x→∞−3x5(1−13x4−1003x3)=lim⁡x→∞−3x5=−∞becauselim⁡x→∞(1−13x4−1003x3)=1−0−0=1.\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \big(x - 3x^5 +100 x^2\big) &=\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5\left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) \\ & =\lim\limits_{x\rightarrow\infty} - 3x^5 =-\infty \\ \text{because} \\ \lim\limits_{x\rightarrow\infty} \left(1 -\frac{1}{3x^4} -\frac{100}{3 x^3}\right) &=1-0-0=1. \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 17번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
13.CLP-1 · 1.5절 · 8번우리말 번역

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1\displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}.

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정답·풀이 보기

늘 쓰는 방법대로 분모에서 xx 의 최고차 거듭제곱인 x4x^4 으로 묶는다. 다만 제곱근에서는 조금 주의해야 한다. xx 가 양의 무한대로 가는 극한이므로 xx 의 값은 양수이고, 따라서 x2=x\sqrt{x^2}=x 이고 x8=x4\sqrt{x^8}=x^4 이다.

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1=lim⁡x→∞x8(3+7x4)+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x83+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x43+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x4(3+7x4+10x4)x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞3+7x4+10x41−2x2+1x4=3+0+01−0+0=3\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8(3+\frac{7}{x^4})}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})} \\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8}\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\left(\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}\right)}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}}{1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4}}\\ &=\frac{\sqrt{3+0}+0}{1-0+0}=\sqrt{3} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Our standard trick is to factor out the highest power of xx in the denominator: x4x^4. We just have to be a little careful with the square root. Since we are taking the limit as xx goes to positive infinity, we have positive xx-values, so x2=x\sqrt{x^2}=x and x8=x4\sqrt{x^8}=x^4.

lim⁡x→∞3x8+7x4+10x4−2x2+1=lim⁡x→∞x8(3+7x4)+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x83+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x43+7x4+10x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞x4(3+7x4+10x4)x4(1−2x2+1x4)=lim⁡x→∞3+7x4+10x41−2x2+1x4=3+0+01−0+0=3\begin{aligned} \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3x^8+7x^4}+10}{x^4-2x^2+1}&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8(3+\frac{7}{x^4})}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})} \\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{x^8}\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+10}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{x^4\left(\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}\right)}{x^4(1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4})}\\&= \displaystyle\lim_{x \rightarrow\infty} \dfrac{\sqrt{3+\frac{7}{x^4}}+\frac{10}{x^4}}{1-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^4}}\\ &=\frac{\sqrt{3+0}+0}{1-0+0}=\sqrt{3} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 9번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
14.CLP-1 · 1.5절 · 9번우리말 번역

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]\lim\limits_{x\rightarrow \infty} \left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right]

영어 원문 보기

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]\lim\limits_{x\rightarrow \infty} \left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right]

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정답·풀이 보기

두 항이 각각 한없이 커진다. 이 두 항을 빼면 어떻게 되는지는 처음에는 분명하지 않다. 이 식을 다른 꼴로 바꾸기 위해, 켤레식 x2+5x+x2−x\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x} 을 분자와 분모에 곱한다.

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]=lim⁡x→∞[(x2+5x−x2−x)(x2+5x+x2−x)x2+5x+x2−x]=lim⁡x→∞(x2+5x)−(x2−x)x2+5x+x2−x=lim⁡x→∞6xx2+5x+x2−x이제 분자와 분모를 x 로 나눈다. 분모의 경우 x>0 이므로 x=x2 이다.=lim⁡x→∞6(x)x21+5x+x21−1x=lim⁡x→∞6(x)(x)1+5x+(x)1−1x=lim⁡x→∞61+5x+1−1x=61+0+1−0=3\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow \infty}\left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right] &=\lim_{x\rightarrow \infty}\left[\dfrac{(\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x})(\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x})}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\right]\\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{(x^2+5x)-(x^2-x)} {\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\\ & = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6x}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}} \\ \text{이제 분자와 분모를 $x$ 로 나눈다. 분모의 경우 $x>0$ 이므로 $x=\sqrt{x^2}$ 이다.} \\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{\sqrt{x^2}\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{x^2}\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\&= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{(x)\sqrt{1+\frac{5}{x}}+(x)\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\& = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6}{\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}\\ &=\frac{6}{\sqrt{1+0}+\sqrt{1-0}}= 3 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

We have two terms, each getting extremely large. It's unclear at first what happens when we subtract them. To get this equation into another form, we multiply and divide by the conjugate, x2+5x+x2−x\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}.

lim⁡x→∞[x2+5x−x2−x]=lim⁡x→∞[(x2+5x−x2−x)(x2+5x+x2−x)x2+5x+x2−x]=lim⁡x→∞(x2+5x)−(x2−x)x2+5x+x2−x=lim⁡x→∞6xx2+5x+x2−xNow we divide the numerator and denominator by x. In the case of the denominator, since x>0, x=x2.=lim⁡x→∞6(x)x21+5x+x21−1x=lim⁡x→∞6(x)(x)1+5x+(x)1−1x=lim⁡x→∞61+5x+1−1x=61+0+1−0=3\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow \infty}\left[\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x}\right] &=\lim_{x\rightarrow \infty}\left[\dfrac{(\sqrt{x^2+5x}-\sqrt{x^2-x})(\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x})}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\right]\\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{(x^2+5x)-(x^2-x)} {\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}}\\ & = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6x}{\sqrt{x^2+5x}+\sqrt{x^2-x}} \\ \text{Now we divide the numerator and denominator by $x$. In the case of the denominator, since $x>0$, $x=\sqrt{x^2}$.} \\ &= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{\sqrt{x^2}\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{x^2}\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\&= \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6(x)}{(x)\sqrt{1+\frac{5}{x}}+(x)\sqrt{1-\frac{1}{x}}} \\& = \lim_{x\rightarrow \infty}\dfrac{6}{\sqrt{1+\frac{5}{x}}+\sqrt{1-\frac{1}{x}}}\\ &=\frac{6}{\sqrt{1+0}+\sqrt{1-0}}= 3 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 15번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
15.CLP-1 · 1.5절 · 10번우리말 번역

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} 의 값을 구하세요.

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Evaluate lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x\displaystyle \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x}.

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절댓값이 큰 음수 xx 에 대해, 분모의 첫째 항은 4x2+x≈4x2=∣2x∣=−2x\sqrt{4x^2+x}\approx\sqrt{4x^2}=|2x|=-2x 이며 +2x+2x 가 아님에 주의한다. xx 가 음수일 때 x2\sqrt{x^2} 을 잘못 계산하는 것을 피하는 좋은 방법은 y=−xy=-x 로 놓고 모든 것을 yy 로 나타내는 것이다. 여기서는 그렇게 하겠다.

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x=lim⁡y→+∞−3y4y2−y+2y=lim⁡y→+∞−3yy4−1y+2y=lim⁡y→+∞−34−1y+2=−34−0+2y→+∞ 일 때 1/y→0 이므로=−34\begin{aligned} \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{\sqrt{4y^2-y}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{y\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3}{\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2} \\ &=\frac{-3}{\sqrt{4-0}+2} \quad\text{$y\to +\infty$ 일 때 $1/y\to 0$ 이므로} \\ &= -\frac{3}{4} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Note that for large negative xx, the first term in the denominator 4x2+x≈4x2=∣2x∣=−2x\sqrt{4x^2+x}\approx\sqrt{4x^2}=|2x|=-2x not +2x+2x. A good way to avoid incorrectly computing x2\sqrt{x^2} when xx is negative is to define y=−xy=-x and express everything in terms of yy. That's what we'll do.

lim⁡x→−∞3x4x2+x−2x=lim⁡y→+∞−3y4y2−y+2y=lim⁡y→+∞−3yy4−1y+2y=lim⁡y→+∞−34−1y+2=−34−0+2since 1/y→0 as y→+∞=−34\begin{aligned} \lim_{x\to -\infty} \frac{3x}{\sqrt{4x^2+x}-2x} &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{\sqrt{4y^2-y}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3y}{y\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2y} \\ &=\lim_{y\to +\infty} \frac{-3}{\sqrt{4-\frac{1}{y}}+2} \\ &=\frac{-3}{\sqrt{4-0}+2} \quad\text{since $1/y\to 0$ as $y\to +\infty$} \\ &= -\frac{3}{4} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 7번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
16.CLP-1 · 1.5절 · 11번우리말 번역

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7\lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\dfrac{1-x-x^2}{2x^2-7} 의 값을 구하세요.

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Evaluate lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7\lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\dfrac{1-x-x^2}{2x^2-7}.

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분모에서 xx 의 최고차항은 x2x^2 이므로, 분자와 분모를 x2x^2 으로 나눈다.

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7=lim⁡x→−∞1/x2−1/x−12−7/x2=0−0−12−0=−12\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1-x-x^2}{2x^2-7}&= \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1/x^2-1/x-1}{2-7/x^2}\\ &=\frac{0-0-1}{2-0}=-\frac{1}{2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The highest power of xx in the denominator is x2x^2, so we divide the numerator and denominator by x2x^2:

lim⁡x→−∞1−x−x22x2−7=lim⁡x→−∞1/x2−1/x−12−7/x2=0−0−12−0=−12\begin{aligned} \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1-x-x^2}{2x^2-7}&= \lim\limits_{x\rightarrow -\infty}\frac{1/x^2-1/x-1}{2-7/x^2}\\ &=\frac{0-0-1}{2-0}=-\frac{1}{2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 6번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
17.CLP-1 · 1.5절 · 12번우리말 번역

lim⁡x→∞(x2+x−x)\lim\limits_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→∞(x2+x−x)\lim\limits_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)

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lim⁡x→∞(x2+x−x)=lim⁡x→∞(x2+x−x)(x2+x+x)x2+x+x=lim⁡x→∞(x2+x)−x2x2+x+x=lim⁡x→∞xx2+x+x=lim⁡x→∞11+1x+1=12\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)\big(\sqrt{x^2+x}+x\big)} {\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x \to \infty}\frac{(x^2+x)-x^2}{\sqrt{x^2+x}+x}\\ &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1} =\frac{1}{2} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

lim⁡x→∞(x2+x−x)=lim⁡x→∞(x2+x−x)(x2+x+x)x2+x+x=lim⁡x→∞(x2+x)−x2x2+x+x=lim⁡x→∞xx2+x+x=lim⁡x→∞11+1x+1=12\begin{aligned} \lim_{x\rightarrow\infty}\big(\sqrt{x^2+x}-x\big) &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{\big(\sqrt{x^2+x}-x\big)\big(\sqrt{x^2+x}+x\big)} {\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x \to \infty}\frac{(x^2+x)-x^2}{\sqrt{x^2+x}+x}\\ &=\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{x}{\sqrt{x^2+x}+x} =\lim_{x\rightarrow\infty} \frac{1}{\sqrt{1+\frac{1}{x}}+1} =\frac{1}{2} \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 11번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
18.CLP-1 · 1.5절 · 13번우리말 번역

lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7.\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}.

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분자와 분모를 모두 x2x^2 (분모의 최고차항)으로 나누면 다음을 얻는다. 5x2−3x+13x2+x+7=5−3x+1x23+1x+7x2.\frac{5x^2-3x+1}{3x^2+x+7}=\frac{5-\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}}{3+\frac{1}{x}+\frac{7}{x^2}}. x→+∞x\to +\infty 일 때 1/x→01/x\to 0 이고 1/x2→01/x^2\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7=53.\lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}=\frac{5}{3}.

원본 교재 풀이(영어)

We have, after dividing both numerator and denominator by x2x^2 (which is the highest power of the denominator) that 5x2−3x+13x2+x+7=5−3x+1x23+1x+7x2.\frac{5x^2-3x+1}{3x^2+x+7}=\frac{5-\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}}{3+\frac{1}{x}+\frac{7}{x^2}}. Since 1/x→01/x\to 0 and also 1/x2→01/x^2\to 0 as x→+∞x\to +\infty, we conclude that lim⁡x→+∞5x2−3x+13x2+x+7=53.\lim_{x\to +\infty} \frac{5x^2-3x+1}{3x^2 +x+7}=\frac{5}{3}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 4번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
19.CLP-1 · 1.5절 · 14번우리말 번역

lim⁡x→+∞4 x+23 x+4\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3\,x+4} 의 값을 구하세요.

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Evaluate lim⁡x→+∞4 x+23 x+4\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3\,x+4}.

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분자와 분모를 모두 xx (분모의 최고차항)로 나누면 다음을 얻는다. 4 x+23x+4=4x+2x23+4x.\frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3x+4}=\frac{\sqrt{\frac 4 x + \frac 2 {x^2}}}{3 + \frac 4 x}. x→+∞x\to +\infty 일 때 1/x→01/x\to 0 이고 1/x2→01/x^2\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞4 x+23 x+4=03=0.\lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}} {3\,x+4}=\frac {0}{3} = 0.

원본 교재 풀이(영어)

We have, after dividing both numerator and denominator by xx (which is the highest power of the denominator) that 4 x+23x+4=4x+2x23+4x.\frac{ \sqrt{4\,x + 2}}{3x+4}=\frac{\sqrt{\frac 4 x + \frac 2 {x^2}}}{3 + \frac 4 x}. Since 1/x→01/x\to 0 and also 1/x2→01/x^2\to 0 as x→+∞x\to +\infty, we conclude that lim⁡x→+∞4 x+23 x+4=03=0.\lim_{x\to +\infty} \frac{ \sqrt{4\,x + 2}} {3\,x+4}=\frac {0}{3} = 0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 19번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류
20.CLP-1 · 1.5절 · 15번우리말 번역

lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} 의 값을 구하세요.

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Evaluate lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2\displaystyle \lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2}.

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분자와 분모에서 가장 지배적인 항의 차수는 x3x^3 이다. 이 공통인수로 묶어 내면 다음을 얻는다. 4x3+x7x3+x2−2=4+1x27+1x−2x3.\frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} = \frac{4 + \frac{1}{x^2}}{7 + \frac{1}{x} - \frac{2}{x^3}}. a>0a>0 일 때 x→+∞x\to +\infty 이면 1/xa→01/x^a\to 0 이므로 다음과 같다. lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2=47.\lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 +x^2-2}=\frac{4}{7}.

원본 교재 풀이(영어)

The dominant terms in the numerator and denominator have order x3x^3. Taking out that common factor we get 4x3+x7x3+x2−2=4+1x27+1x−2x3.\frac{4x^3+x}{7x^3 + x^2 - 2} = \frac{4 + \frac{1}{x^2}}{7 + \frac{1}{x} - \frac{2}{x^3}}. Since 1/xa→01/x^a\to 0 as x→+∞x\to +\infty (for a>0a>0), we conclude that lim⁡x→+∞4x3+x7x3+x2−2=47.\lim_{x\to +\infty} \frac{4x^3+x}{7x^3 +x^2-2}=\frac{4}{7}.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 1.5절 · 14번
# 무한대에서의 극한과 점근선계산보통자동 분류