함수 을 생각하세요.
(a) 도함수의 극한 정의를 이용하여 의 식을 구하세요. (b) 그래픽 도구를 이용하여 와 구한 의 그래프를 함께 그리세요. 구한 의 식이 예상한 그래프를 만들어 내나요? (c) 도함수의 극한 정의를 이용하여 일 때 의 식을 구하세요. (d) 구한 와 의 식을 비교하고 차이점을 설명하세요. 상수 5, 4, 12, 3 은 결과에 어떤 영향을 주나요?
영어 원문 보기
Consider the function .
(a) Use the limit definition of the derivative to determine a formula for . (b) Use a graphing utility to plot both and your result for ; does your formula for generate the graph you expected? (c) Use the limit definition of the derivative to find a formula for where . (d) Compare and contrast the formulas for and you have found. How do the constants 5, 4, 12, and 3 affect the results?
정답·풀이 보기
(a) 정의에 의하여
(b)
위 그림에는 와 의 그래프가 함께 그려져 있다. 점 는 이차함수 의 꼭짓점이고, 이 점에서 의 접선의 기울기는 0 이다. 이는 가 축과 만나는 점 과 일치한다. 또한 일 때 는 음수인데, 이는 가 감소하고 접선의 기울기가 음수인 구간에 해당한다. 마찬가지로 일 때 의 값은 양수이며, 이는 원래 함수 에서 볼 수 있는 기울기의 값과 일치한다.
(c) 정의에 의하여
(d) 에 대하여 임을 구하였다. 에 대하여 임을 구하였다. 상수 과 는 결과에 전혀 영향을 주지 않는 것으로 보이는데, 이 수들은 와 의 그래프를 세로 방향으로 평행이동할 뿐 기울기는 전혀 바꾸지 않으므로 타당하다. 의 일차항의 계수 는 에서 “”로 나타나는 것으로 보인다. 이 또한, 일차함수 만 생각하면 기울기가 어디서나 라는 사실에 비추어 타당하다. 이는 의 일차항의 계수 이 에서 상수 로 나타나는 것과 대비된다. 마지막으로, 의 최고차항의 계수 는 에서 계수 “”이 되게 한다. 이는 만 생각하면 때문에 그래프가 의 그래프보다 배 가파르게 되어 도함수에도 그만큼 비례하여 영향을 주기 때문이다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) By definition,
(b)
In the above figure, we see plots of both and . We observe that the point is the vertex of the quadratic function , and at this point the slope of the tangent line to is zero. This aligns with the point where crosses the -axis. In addition, we note that is negative for , which corresponds to where is decreasing and has tangent lines with slopes that are negative. Similarly, the values of are positive for , which align with the values of slopes we see on the original function .
(c) By definition,
(d) For , we found that . For , we determined that . The constants and don't seem to affect the results at all, and that makes sense because those numbers only serve to shift the graphs of and vertically, which does nothing to change the slope. The coefficient on the linear term in appears to make the “” appear in . That, too, makes sense in light of the fact that if we considered only the linear function , the slope would everywhere be , in contrast to the coefficent found on the linear term in , which leads to the constant in . Finally, the leading coefficient in leads to the coefficient of “” in . This makes sense because if we considered only , the would make the graph times as steep as the graph of , and thus it affects the derivative proportionately.
한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 1권 · 3.2절 · 38번우리말 번역
는 놀이공원에서 고객 명이 매점에 사용한 총금액(단위: 천 달러)을 나타낸다.
다 풀었으면 정답 확인
a. 고객 한 명당 매점에 사용한 금액의 평균 변화율(단위: 고객 한 명당 천 달러). b. 고객 명이 매점에 돈을 사용하는 변화율(단위: 고객 한 명당 천 달러).