곡선 가 아래 그래프에 나타나 있습니다. 의 그래프를 그리세요.

영어 원문 보기
The curve is shown in the graph below. Sketch the graph of .

정답·풀이 보기
먼저 그래프에서 쉽게 읽을 수 있는 점들을 찍는다. 일 때 은 정의되지 않음에 주의한다. 따라서 은 와 에서 정의되지 않는다. 가 에 가까울 때 의 변화는 곧 더 자세히 살펴볼 것이다.
위의 점들을 찍으면 다음과 같은 그림이 된다.

가 -1과 0 사이일 때 는 상수이므로 -1과 0 사이에서 도 상수이다. 따라서 그림을 다음과 같이 고친다.

남은 큰 문제는 가 -2와 2에 가까울 때 의 변화이다. 이 문제는 극한으로 답할 수 있다. 가 에 왼쪽에서 가까워질 때 는 0에 가까워지고 음수이다. 따라서 은 음수이고, 그 크기는 한없이 커진다. 즉 이다. 마찬가지로 가 에 오른쪽에서 가까워질 때 는 0에 가까워지고 양수이다. 따라서 은 양수이고, 그 크기는 한없이 커진다. 즉 이다. 이러한 변화를 그래프에 더한다.

이제 에서의 변화를 살펴본다. 가 2에 가까워질 때 는 0에 한없이 가까워지고 동시에 양수이므로 이다. 이를 그림에 더한다.

이제 남은 빈 곳은 과 사이뿐이다. 는 0에서 떨어져 있는 매끄러운 곡선이므로 여기에는 적당히 매끄러운 곡선을 그리면 충분하다. (그래프를 그리는 방법은 나중에 더 자세히 다룬다. 이 문제의 목적은 지금까지 배운 극한을 활용하는 것이었다.)

원본 교재 풀이(영어)
We can begin by plotting the points that are easy to read off the diagram. Note that is undefined when . So is undefined at and . We shall look more closely at the behaviour of for near shortly.
Plotting the above points, we get the following picture:

Since is constant when is between -1 and 0, then also is constant between -1 and 0, so we update our picture:

The big question that remains is the behaviour of when is near -2 and 2. We can answer this question with limits. As approaches from the left, gets closer to zero, and is negative. So will be negative, and will increase in magnitude without bound; that is, . Similarly, as approaches from the right, gets closer to zero, and is positive. So will be positive, and will increase in magnitude without bound; that is, . We add this behaviour to our graph:

Now, we consider the behaviour at . Since gets closer and closer to 0 AND is positive as approaches 2, we conclude . Adding to our picture:

Now the only remaining blank space is between and . Since is a smooth curve that stays away from 0, we can draw some kind of smooth curve here, and call it good enough. (Later on we'll go into more details about drawing graphs. The purpose of this exercise was to utilize what we've learned about limits.)



