문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 함수의 극한과 연속

극한의 성질과 계산

극한의 성질을 쓰고, 0/0 꼴은 인수분해·유리화로 극한값을 구한다

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.CLP-1 · 1.4절 · 49번우리말 번역

다음과 같이 가정하자. f(x)={x2+3,x>00,x=0x2−3,x<0f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} x^2+3&,&x>0\\ 0&,&x=0\\ x^2-3&,&x<0 \end{array}\right.

(a) lim⁡x→0−f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0^-} f(x) 의 값을 구하세요. (b) lim⁡x→0+f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0^+} f(x) 의 값을 구하세요. (c) lim⁡x→0f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0} f(x) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose f(x)={x2+3,x>00,x=0x2−3,x<0f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} x^2+3&,&x>0\\ 0&,&x=0\\ x^2-3&,&x<0 \end{array}\right.

(a) Evaluate lim⁡x→0−f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0^-} f(x). (b) Evaluate lim⁡x→0+f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0^+} f(x). (c) Evaluate lim⁡x→0f(x)\displaystyle \lim_{x \to 0} f(x).

정답·풀이 보기

(a) 왼쪽에서의 극한을 구할 때에는 0보다 작은 xx 의 값만 고려한다. 이러한 xx 의 값에서 함수는 x2−3x^2-3 이다. 따라서 lim⁡x→0−f(x)=lim⁡x→0−(x2−3)=−3\displaystyle \lim_{x \to 0^-} f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0^-} (x^2-3)=-3 이다.

(b) 오른쪽에서의 극한을 구할 때에는 0보다 큰 xx 의 값만 고려한다. 이러한 xx 의 값에서 함수는 x2+3x^2+3 이다. 따라서 lim⁡x→0+f(x)=lim⁡x→0+(x2+3)=3\displaystyle \lim_{x \to 0^+} f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0^+} (x^2+3)=3 이다.

(c) 왼쪽 극한과 오른쪽 극한이 일치하지 않으므로 lim⁡x→0f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0} f(x)= 존재하지 않는다.

상황을 더 분명히 하기 위해 y=f(x)y=f(x) 의 그래프를 아래와 같이 그렸다:

그림

원본 교재 풀이(영어)

(a) When we evaluate the limit from the left, we only consider values of xx that are less than zero. For these values of xx, our function is x2−3x^2-3. So, lim⁡x→0−f(x)=lim⁡x→0−(x2−3)=−3\displaystyle \lim_{x \to 0^-} f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0^-} (x^2-3)=-3.

(b) When we evaluate the limit from the right, we only consider values of xx that are greater than zero. For these values of xx, our function is x2+3x^2+3. So, lim⁡x→0+f(x)=lim⁡x→0+(x2+3)=3\displaystyle \lim_{x \to 0^+} f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0^+} (x^2+3)=3.

(c) Since the limits from the left and right do not agree, lim⁡x→0f(x)=\displaystyle \lim_{x \to 0} f(x)= DNE.

To further clarify the situation, the graph of y=f(x)y=f(x) is sketched below:

figure

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.3절 · 13번
# 극한의 성질과 계산계산도전자동 분류
2.CLP-1 · 1.4절 · 50번우리말 번역

다음과 같이 두자. f(x)={x2+8x+16x2+30x−4,x>−4x3+8x2+16x,x≤−4f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} \dfrac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4}&,&x>-4\\ &\\ x^3+8x^2+16x&,&x\le-4 \end{array}\right.

(a) lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-} f(x) 의 값을 구하세요. (b) lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+} f(x) 의 값을 구하세요. (c) lim⁡x→−4f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4} f(x) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Suppose f(x)={x2+8x+16x2+30x−4,x>−4x3+8x2+16x,x≤−4f(x)=\left\{\begin{array}{lcc} \dfrac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4}&,&x>-4\\ &\\ x^3+8x^2+16x&,&x\le-4 \end{array}\right.

(a) Evaluate lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-} f(x). (b) Evaluate lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+} f(x). (c) Evaluate lim⁡x→−4f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4} f(x).

정답·풀이 보기

(a) lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-}f(x) 의 값을 구할 때는 −4-4 보다 작은 xx 의 값만 생각한다. 이 값들에 대해 f(x)=x3+8x2+16xf(x)=x^3+8x^2+16x 이다. 따라서 lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4−(x3+8x2+16x)=(−4)3+8(−4)2+16(−4)=0\lim_{x \to -4^-}f(x)=\lim_{x \to -4^-} (x^3+8x^2+16x)=(-4)^3+8(-4)^2+16(-4)=0 x3+8x2+16xx^3+8x^2+16x 는 다항식이므로 x=−4x=-4 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다.

(b) lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x) 의 값을 구할 때는 −4-4 보다 큰 xx 의 값만 생각한다. 이 값들에 대해

f(x)=x2+8x+16x2+30x−4따라서,lim⁡x→−4+f(x)=lim⁡x→−4+x2+8x+16x2+30x−4이 함수는 유리함수이고 x=−4 는 정의역에 속하므로(0으로 나누는 것과 같은 문제가 없으므로) 이번에도 x=−4 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다:=(−4)2+8(−4)+16(−4)2+30(−4)−4=0−108=0\begin{aligned} f(x)&=\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{따라서,} \\ \lim_{x \to -4^+}f(x)&=\lim_{x \to -4^+}\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{이 함수는 유리함수이고 $x=-4$ 는 정의역에 속하므로(0으로 나누는 것과 같은 문제가 없으므로) 이번에도 $x=-4$ 를 직접 대입하여 극한을 구할 수 있다:} \\ &=\frac{(-4)^2+8(-4)+16}{(-4)^2+30(-4)-4}=\frac{0}{-108}=0 \end{aligned}

(c) lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4+f(x)=0\displaystyle \lim_{x\to -4^-}f(x)=\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x)=0 이므로 lim⁡x→−4f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -4}f(x)=0 이다.

원본 교재 풀이(영어)

(a) When we evaluate lim⁡x→−4−f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^-}f(x), we only consider values of xx that are less than −4-4. For these values, f(x)=x3+8x2+16xf(x)=x^3+8x^2+16x. So, lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4−(x3+8x2+16x)=(−4)3+8(−4)2+16(−4)=0\lim_{x \to -4^-}f(x)=\lim_{x \to -4^-} (x^3+8x^2+16x)=(-4)^3+8(-4)^2+16(-4)=0 Note that, because x3+8x2+16xx^3+8x^2+16x is a polynomial, we can evaluate the limit by directly substituting in x=−4x=-4.

(b) When we evaluate lim⁡x→−4+f(x)\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x), we only consider values of xx that are greater than −4-4. For these values,

f(x)=x2+8x+16x2+30x−4So,lim⁡x→−4+f(x)=lim⁡x→−4+x2+8x+16x2+30x−4This is a rational function, and x=−4 is in its domain (we aren’t doing anything suspect, like dividing by 0), so again we can directly substitute x=−4 to evaluate the limit:=(−4)2+8(−4)+16(−4)2+30(−4)−4=0−108=0\begin{aligned} f(x)&=\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{So,} \\ \lim_{x \to -4^+}f(x)&=\lim_{x \to -4^+}\frac{x^2+8x+16}{x^2+30x-4} \\ \text{This is a rational function, and $x=-4$ is in its domain (we aren't doing anything suspect, like dividing by 0), so again we can directly substitute $x=-4$ to evaluate the limit:} \\ &=\frac{(-4)^2+8(-4)+16}{(-4)^2+30(-4)-4}=\frac{0}{-108}=0 \end{aligned}

(c) Since lim⁡x→−4−f(x)=lim⁡x→−4+f(x)=0\displaystyle \lim_{x\to -4^-}f(x)=\displaystyle \lim_{x \to -4^+}f(x)=0, we conclude lim⁡x→−4f(x)=0\displaystyle \lim_{x \to -4}f(x)=0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 1권 · 2.3절 · 41번
# 극한의 성질과 계산계산도전자동 분류