라 하자. 이 문제의 목표는 이 절의 앞부분에서 제시하고 사용했던 의 공식을 안다고 가정하지 않고, 의 값이 의 도함수에 어떤 영향을 주는지 알아보는 것이다.
(a) 도함수의 극한 정의를 이용하여 다음을 보이세요. (b) 다음 등식도 성립하는 이유를 설명하세요. (c) 계산 도구와 작은 의 값을 이용하여 일 때 의 값을 어림하세요. 일 때도 마찬가지로 하세요. (d) 극한 의 값이 이면 이상적이라는 점에 주목하자. 그러면 는 매우 특별한 함수가 되는데, 그 도함수가 단지 이므로 도함수가 자기 자신이 되기 때문이다. 와 사이의 여러 의 값을 시험해 보면서 이 되는 의 값을 찾아보세요. (e) 와 의 값을 계산하세요. (b)와 (c)에서 한 작업은 와 에 대해 어떤 사실을 암시하나요? (f) (d)에서 한 탐구는 함수 에 관한 어떤 특별히 중요한 사실로 이어지나요?
영어 원문 보기
Let . The goal of this problem is to explore how the value of affects the derivative of , without assuming we know the rule for that we have stated and used in earlier work in this section.
(a) Use the limit definition of the derivative to show that (b) Explain why it is also true that (c) Use computing technology and small values of to estimate the value of when . Do likewise when . (d) Note that it would be ideal if the value of the limit was , for then would be a particularly special function: its derivative would be simply , which would mean that its derivative is itself. By experimenting with different values of between and , try to find a value for for which (e) Compute and . What does your work in (b) and (c) suggest is true about and ? (f) How do your investigations in (d) lead to a particularly important fact about the function ?
정답·풀이 보기
(a) 정의에 의해 이고 임을 이용하면 이다. 여기서 마지막 등호는 분자의 각 항에서 공통인수 을 묶어 내면 성립한다. (b) 은 에 전혀 의존하지 않으므로, 이 극한에서 을 상수로 취급할 수 있다. 따라서 이는 의 도함수가 의 어떤 상수 배임을 알려 준다. (그리고 그 상수의 값은 이어야 한다.) (c) 을 이용하면, 일 때 이고 일 때 인 것으로 보인다. (d) 시험해 보면, 먼저 임을 알 수 있다( 이므로 는 보다 조금 더 커야 한다). 이 에 점점 더 가까워지는 의 값을 계속 시험하면 을 얻는다( 이 되는 값). (e) 이고 임에 주목하자. 이 값들은 와 일 때 의 값과 일치하므로, 그리고 이라고 추측한다. (f) 위의 작업은 임을 암시하며, 일 때 이다. 따라서 은 매우 특별한 함수이다. 그 도함수가 자기 자신이다!
원본 교재 풀이(영어)
(a) By definition, Using the fact that along with , we have where the last equality follows by removing the common factor of from each term in the numerator. (b) Since does not depend at all on , we may treat as constant in the noted limit. Thus, Note that this tells us that the derivative of is some constant multiple of (and that the constant's values must be .) (c) Using , it appears that when , , while when , . (d) By experimenting, we see first that (for which , so needs to be slightly bigger than ). Continuing to try values of that result in being closer and closer to , we find (for which ) (e) We note that and . Since these values correspond to the values of when and , we conjecture that and (f) Our work suggests that , and when , it follows that Thus, is a very special function: its derivative is itself!
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-1 · 2.6절 · 12번우리말 번역
의 도함수를 구하세요.
다 풀었으면 정답 확인
몫의 미분법을 이용한다: