를 인 매개변수 하나를 가진 함수족이라고 하자.
(a) 가 에서 수직 점근선을 갖는 이유를 설명하세요. (b) 와 를 구하세요. (c) 를 구하고, 의 모든 임계수를 구하세요. (d) 의 일계도함수 부호표를 만들고, 각 임계수가 함수 의 극솟값, 극댓값, 또는 둘 다 아닌 것 중 어느 것으로 이어지는지 판단하세요. (e) 이 함수족의 대표적인 함수 하나의 그래프를 중요한 성질을 분명히 표시하여 그리세요.
영어 원문 보기
Let be a one-parameter family of functions where .
(a) Explain why has a vertical asymptote at . (b) Determine and . (c) Compute and find all critical numbers of . (d) Construct a first derivative sign chart for and determine whether each critical number leads to a local minimum, local maximum, or neither for the function . (e) Sketch a typical member of this family of functions with important behaviors clearly labeled.
정답·풀이 보기
(a) 에서 분자의 값은 이고, 분모의 값은 에서 이다. 따라서 이고 이다. 그러므로 직선 는 의 수직 점근선이다.
(b) 를 로 쓸 수 있으므로, 일 때 분모가 한없이 커짐을 알 수 있다. 따라서 이다. 그러므로 직선 은 의 수평 점근선이다. 일 때 는 한없이 커지고 는 한없이 작아진다. 따라서 일 때 는 부정형이다. 로피탈의 법칙을 적용하면 다음을 얻는다.
(c) 를 이용하여 몫의 미분법과 곱의 미분법을 쓰고 식을 정리하면 다음과 같다.
함수 의 임계점은 정의역 안에서 이거나 가 존재하지 않는 곳에 있다. 는 에서 정의되지 않지만, 는 mq의 정의역에 속하지 않는다. 따라서 의 임계점은 일 때만 생긴다. 분수 가 이 되는 경우는 분자가 일 때뿐이다. 이 되는 것은 일 때이므로, 의 임계수는 하나뿐이다.
(d) 지수함수 와 이차식 의 값은 일 때 양수이므로, 의 부호는 전적으로 의 부호에 달려 있다. 일 때 이고 일 때 이다. 따라서 는 에서 증가하고 에서 감소하므로, 은 극댓값이다. (b)에서 보인 것처럼 의 값은 얼마든지 크게 만들 수 있으므로, 이 값은 극댓값이다.
(e) 로 주어진 함수족의 대표적인 함수는 에서 수직 점근선을 갖고, 의 왼쪽으로 1만큼 떨어진 에서 극댓값을 갖는 임계수가 있음을 보였다. 대표적인 그래프는 아래와 같다. 가 (d)에서 구한 대로 증가하고 감소하는 모습에 주목하자.
원본 교재 풀이(영어)
(a) The value of the numerator at is , while the value of the denominator is at . Thus, and . This makes the line a vertical asymptote for .
(b) We can write as and thus see the denominator increases without bound as . Therefore, . This makes the line a horizontal asymptote for . As , increases without bound, while decreases without bound. Thus, has an indeterminate form as . Applying L'Hopital's Rule gives us
(c) Using , the quotient and product rules along with algebraic simplification show that
The function has critical points in its domain where or doesn't exist. Note that is undefined at , but is not in the domain of mq. Thus, the only critical points of occur when . The only way the fraction can be is if the numerator is . Since when , the only critical number for is .
(d) The values of the exponential function and the quadratic are positive for , so the sign of depends entirely on the sign of . When we see that and when we have . Thus, is increasing on and is decreasing on , so it follows that is a relative maximum value. This value is a local maximum, since the value of can be made as large as we like as shown in part (b).
(e) We've shown that a typical member of the family of functions given by has a vertical asymptote at and a critical number at which a local maximum occurs one unit to the left of at . A typical such graph is shown below. Note how is increasing and decreasing according to our earlier work in (d).
한 번 더 — 비슷한 문제APEX · 3.5절 · 1번우리말 번역
기술이 어디에나 있는데도 손으로 곡선을 그리는 것이 유익한 이유는 무엇인가요?
다 풀었으면 정답 확인
답은 다양하다.