유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

7문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 3권 · 4.3절 · 3번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 곡면의 그래프를 이용하여 편도함수의 부호를 구하세요.

꼭짓점이 원점에 있고 위쪽을 향한 포물면의 일부이다.

fx(1,1){f}_{x}(1,1)

영어 원문 보기

For the following exercises, calculate the sign of the partial derivative using the graph of the surface.

A partial paraboloid with vertex at the origin and pointing up.

fx(1,1){f}_{x}(1,1)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4.3절 · 16번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 3권 · 4.3절 · 4번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 곡면의 그래프를 이용하여 편도함수의 부호를 구하세요.

꼭짓점이 원점에 있고 위쪽을 향한 포물면의 일부이다.

fx(−1,1){f}_{x}(-1,1)

영어 원문 보기

For the following exercises, calculate the sign of the partial derivative using the graph of the surface.

A partial paraboloid with vertex at the origin and pointing up.

fx(−1,1){f}_{x}(-1,1)

정답·풀이 보기

부호는 음수이다.

원본 교재 풀이(영어)

The sign is negative.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4.3절 · 16번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 3권 · 4.3절 · 5번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 곡면의 그래프를 이용하여 편도함수의 부호를 구하세요.

꼭짓점이 원점에 있고 위쪽을 향한 포물면의 일부이다.

fy(1,1){f}_{y}(1,1)

영어 원문 보기

For the following exercises, calculate the sign of the partial derivative using the graph of the surface.

A partial paraboloid with vertex at the origin and pointing up.

fy(1,1){f}_{y}(1,1)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4.3절 · 44번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 3권 · 4.3절 · 6번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 곡면의 그래프를 이용하여 편도함수의 부호를 구하세요.

꼭짓점이 원점에 있고 위쪽을 향한 포물면의 일부이다.

fx(0,0){f}_{x}(0,0)

영어 원문 보기

For the following exercises, calculate the sign of the partial derivative using the graph of the surface.

A partial paraboloid with vertex at the origin and pointing up.

fx(0,0){f}_{x}(0,0)

정답·풀이 보기

원점에서 편도함수는 0이다.

원본 교재 풀이(영어)

The partial derivative is zero at the origin.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4.3절 · 14번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
5.OpenStax 3권 · 4장 복습 · 5번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 함수의 그래프를 하나의 그림에 그리고, 다른 그림에 여러 등위선(등고선)을 그리세요.

f(x,y)=e−(x2+2y2).f(x,y)={e}^{-({x}^{2}+2{y}^{2})}.

영어 원문 보기

For the following exercises, sketch the function in one graph and, in a second, sketch several level curves.

f(x,y)=e−(x2+2y2).f(x,y)={e}^{-({x}^{2}+2{y}^{2})}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4.3절 · 36번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
6.OpenStax 3권 · 4장 복습 · 6번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 함수의 그래프를 하나의 그림에 그리고, 다른 그림에 여러 등위선(등고선)을 그리세요.

f(x,y)=x+4y2.f(x,y)=x+4{y}^{2}.

영어 원문 보기

For the following exercises, sketch the function in one graph and, in a second, sketch several level curves.

f(x,y)=x+4y2.f(x,y)=x+4{y}^{2}.

정답·풀이 보기

답은 다양할 수 있다

원본 교재 풀이(영어)

Answers may vary

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4장 복습 · 2번
# 편도함수그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
7.CLP-3 · 2.2절 · 12번대학 수준우리말 번역

밑면이 xyxy 평면 위에서 중심이 (0,0)(0,0) 이고 반지름이 1인 원이고, yzyz 평면에서 직선 z=yz=y 에 평행하게 기울어진 원기둥을 생각하세요.

그림

점 (0,−1,0)(0,-1,0) 에 서서 yy 축의 양의 방향을 바라볼 때, 곡면의 기울기는 얼마인가요? xx 축의 양의 방향을 바라볼 때는 얼마인가요?

영어 원문 보기

Consider the cylinder whose base is the radius-1 circle in the xyxy-plane centred at (0,0)(0,0), and which slopes parallel to the line in the yzyz-plane given by z=yz=y.

figure

When you stand at the point (0,−1,0)(0,-1,0), what is the slope of the surface if you look in the positive yy direction? The positive xx direction?

정답·풀이 보기

풀이 1

먼저 이 곡면의 방정식을 구하자. 모든 등위곡선은 반지름이 1인 수평 방향의 원이므로, 방정식은 다음 꼴이어야 한다.

(x−f1)2+(y−f2)2=1(x-f_1)^2+(y-f_2)^2=1

여기서 f1f_1 과 f2f_2 는 zz 에만 의존하는 함수이다. 높이 zz 에서 원의 중심이 x=0x=0, y=zy=z 에 있으므로, 이 곡면의 방정식은 다음과 같다.

x2+(y−z)2=1x^2+(y-z)^2=1

점 (x,y)(x,y) 에서 곡면의 높이는 이 방정식을 풀어 얻은 z(x,y)z(x,y) 이다. 즉,

x2+(y−z(x,y))2=1(∗)x^2+\big(y-z(x,y)\big)^2=1 \tag{$*$}

원하는 점 (x,y)=(0,−1)(x,y)= (0,-1) 에서 zx(x,y)z_x(x,y) 와 zy(x,y)z_y(x,y) 를 구하기 위해 이 등식을 음함수 미분한다. 먼저 (∗)(*) 를 yy 에 대해 미분하면

0+2(y−z(x,y))(1−zy(x,y))=02(−1−0)(1−zy(0,−1))=0 에서 (0,−1,0)\begin{aligned} 0+2\big(y-z(x,y)\big)\big(1- z_y(x,y)\big)&=0 \\ 2(-1-0)\big(1-z_y(0,-1)\big)&=0& & \text{ 에서 } (0,-1,0) \end{aligned}

이므로 yy 축의 양의 방향을 바라볼 때의 기울기는 zy(0,−1)=1z_y(0,-1)=1 이다. 마찬가지로 (∗)(*) 를 xx 에 대해 미분하면

2x+2(y−z(x,y))⋅(0−zx(x,y))=02x=2(y−z(x,y))⋅zx(x,y)zx(x,y)=xy−z(x,y)zx(0,−1)=0 에서 (0,−1,0)\begin{aligned} 2x+2\big(y-z(x,y)\big)\cdot\big(0-z_x(x,y)\big)&=0 \\ 2x&=2\big(y-z(x,y)\big)\cdot z_x(x,y)\\ z_x(x,y)&=\frac{x}{y-z(x,y)}\\ z_x(0,-1)&=0 &\text{ 에서 } (0,-1,0) \end{aligned}

xx 축의 양의 방향을 바라볼 때의 기울기는 zx(0,−1)=0z_x(0,-1)=0 이다.

풀이 2

(0,−1,0)(0,-1,0) 에 서서 yy 축의 양의 방향을 바라보면, 곡면은 다음 조건을 만족하는 직선을 따른다.

  • 점 (0,−1,0)(0,-1,0) 을 지난다.
  • 원기둥의 중심선 z=y,x=0z=y, x=0 에 평행하다.

중심선을 yy 방향으로 1만큼 옮기면 직선 z=y+1z=y+1, x=0x=0 을 얻는다. (확인해 보면 (0,−1,0)(0,-1,0) 은 실제로 z=y+1z=y+1, x=0x=0 위에 있다.) 이 직선의 기울기는 1이다.

(0,−1,0)(0,-1,0) 에 서서 xx 축의 양의 방향을 바라보면, 곡면은 원 x2+y2=1x^2+y^2=1, z=0z=0 을 따른다. 이 원은 원기둥과 xyxy 평면의 교선이다. 이 원을 따라 움직이는 동안 zz 좌표는 00 으로 고정된다. 따라서 이 방향의 기울기는 0이다.

원본 교재 풀이(영어)

Solution 1

Let's start by finding an equation for this surface. Every level curve is a horizontal circle of radius one, so the equation should be of the form

(x−f1)2+(y−f2)2=1(x-f_1)^2+(y-f_2)^2=1

where f1f_1 and f2f_2 are functions depending only on zz. Since the centre of the circle at height zz is at position x=0x=0, y=zy=z, we see that the equation of our surface is

x2+(y−z)2=1x^2+(y-z)^2=1

The height of the surface at the point (x,y)(x,y) is the z(x,y)z(x,y) found by solving that equation. That is,

x2+(y−z(x,y))2=1(∗)x^2+\big(y-z(x,y)\big)^2=1 \tag{$*$}

We differentiate this equation implicitly to find zx(x,y)z_x(x,y) and zy(x,y)z_y(x,y) at the desired point (x,y)=(0,−1)(x,y)= (0,-1). First, differentiating (∗)(*) with respect to yy gives

0+2(y−z(x,y))(1−zy(x,y))=02(−1−0)(1−zy(0,−1))=0 at (0,−1,0)\begin{aligned} 0+2\big(y-z(x,y)\big)\big(1- z_y(x,y)\big)&=0 \\ 2(-1-0)\big(1-z_y(0,-1)\big)&=0& & \text{ at } (0,-1,0) \end{aligned}

so that the slope looking in the positive yy direction is zy(0,−1)=1z_y(0,-1)=1. Similarly, differentiating (∗)(*) with respect to xx gives

2x+2(y−z(x,y))⋅(0−zx(x,y))=02x=2(y−z(x,y))⋅zx(x,y)zx(x,y)=xy−z(x,y)zx(0,−1)=0 at (0,−1,0)\begin{aligned} 2x+2\big(y-z(x,y)\big)\cdot\big(0-z_x(x,y)\big)&=0 \\ 2x&=2\big(y-z(x,y)\big)\cdot z_x(x,y)\\ z_x(x,y)&=\frac{x}{y-z(x,y)}\\ z_x(0,-1)&=0 &\text{ at } (0,-1,0) \end{aligned}

The slope looking in the positive xx direction is zx(0,−1)=0z_x(0,-1)=0.

Solution 2

Standing at (0,−1,0)(0,-1,0) and looking in the positive yy direction, the surface follows the straight line that

  • passes through the point (0,−1,0)(0,-1,0), and
  • is parallel to the central line z=y,x=0z=y, x=0 of the cylinder.

Shifting the central line one unit in the yy-direction, we get the line z=y+1z=y+1, x=0x=0. (As a check, notice that (0,−1,0)(0,-1,0) is indeed on z=y+1z=y+1, x=0x=0.) The slope of this line is 1.

Standing at (0,−1,0)(0,-1,0) and looking in the positive xx direction, the surface follows the circle x2+y2=1x^2+y^2=1, z=0z=0, which is the intersection of the cylinder with the xyxy-plane. As we move along that circle our zz coordinate stays fixed at 00. So the slope in that direction is 0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 4장 복습 · 4번
# 편도함수그래프·표 해석도전자동 분류