함수 의 이계도함수가 이라고 하자.
(a) 의 이계도함수 부호표를 만들고, 의 모든 변곡점을 구하세요. (b) 가 의 임계점임을 추가로 안다고 하자. 에서 는 극솟값, 극댓값, 또는 둘 다 아닌 값 중 어느 것을 가지는지 판단하세요. 그 이유는 무엇인지 설명하세요. (c) 점 이 의 그래프 위에 있고 일 때, 인 점에서 의 접선의 방정식을 구하세요. 이 값에서 접선은 곡선의 위쪽에 있는지, 아래쪽에 있는지, 아니면 어느 쪽도 아닌지 판단하세요. 그 이유는 무엇인지 설명하세요.
영어 원문 보기
Let be a function whose second derivative is .
(a) Construct a second derivative sign chart for and determine all inflection points of . (b) Suppose you also know that is a critical number of . Does have a local minimum, local maximum, or neither at ? Why? (c) If the point lies on the graph of and , find the equation of the tangent line to at the point where . Does the tangent line lie above the curve, below the curve, or neither at this value? Why?
정답·풀이 보기
(a) 이 되는 것은 과 일 때이다. 의 이계도함수 부호표를 보면 일 때 는 음수이고, 의 그 밖의 모든 값에서는 양수이다. 의 부호가 과 에서 바뀌므로 는 과 에서 변곡점을 가진다. 특히 는 에서 위로 볼록이고, 의 그 밖의 모든 값에서는 아래로 볼록이다. (b) 를 계산하면 이므로, 는 에서 위로 볼록이다. 이 점에서 의 접선이 수평이므로, 이계도함수 판정법에 의해 는 에서 극댓값을 가진다. (c) 이고 이므로, 에서 의 접선의 방정식은 이다. 에서 접선이 의 그래프의 위쪽에 있는지 아래쪽에 있는지 판단하기 위해 의 오목·볼록을 살펴본다. 이고 는 의 왼쪽에서 위로 볼록, 오른쪽에서 아래로 볼록임을 상기하자. 따라서 접선은 에서 의 그래프 아래쪽에만 있거나 위쪽에만 있지 않으며, 의 오른쪽에서는 의 아래쪽에, 의 왼쪽에서는 의 위쪽에 있다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) Note that at and . The second derivative sign chart for shows that is negative for and positive for all other values of . Since changes sign at and , has points of inflection at and . In particular, is concave down for and concave up for all other values of . (b) If we compute , we find that , which means that is concave down at . Since has a horizontal tangent line at this point, it follows that has a local maximum at by the second derivative test. (c) Since and , the equation of the tangent line to at is given by . To determine whether the tangent line lies above or below the graph of at , we consider the concavity of . Recall we know that and that is concave down to the left of and concave up to the right. Thus, the tangent line lies neither solely below nor solely above the graph of at ; it lies below to the right of and above to the left of .
한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 1권 · 4.3절 · 50번우리말 번역
다음 함수에 대해, 계산기를 사용하여 함수의 그래프를 그리고 최댓값과 최솟값, 극댓값과 극솟값을 어림하세요. 그런 다음 이들을 직접 구하세요.
[계산기 사용]
다 풀었으면 정답 확인
최댓값: ; 최솟값: