라 하자. 을 포함하는 구간 중 가 일대일함수인 가장 큰 구간을 구하세요. 의 정의역과 치역을 구하세요.
영어 원문 보기
Let . What is the largest interval containing over which is one–to–one? What are the domain and range of ?
정답·풀이 보기
가 어떤 구간에서 일대일함수이면, 그 구간 안의 서로 다른 두 수에 대해 같은 값을 갖지 않는다. 롤의 정리에 의해, 서로 다른 와 에 대해 이면 와 사이의 어떤 에 대해 이다. 그런데 는 결코 0이 되지 않는다. 실제로 모든 에 대해 이므로 는 정의역 전체에서 엄격하게 증가한다. 따라서 함수 는 같은 값을 두 번 갖는 일이 결코 없으므로, 모든 실수 에서 일대일함수이다.
역함수 를 정의할 때, 의 정의역은 의 치역이고 그 반대도 마찬가지이다. 일반적으로는 의 정의역(따라서 의 치역)을 가 일대일함수인 구간으로 제한해야 할 수도 있지만, 이 경우에는 그럴 필요가 없다. 그러므로 의 치역은 이고, 의 정의역은 의 치역인 이다.
원본 교재 풀이(영어)
If is one–to–one over an interval, it never takes the same value for two distinct numbers in that interval. By Rolle's Theorem, if for distinct and , then for some between and . However, , which is never zero. In fact, for all , so is strictly increasing over its entire domain. Therefore, our function never takes the same value twice, so it is one–to–one over all the real numbers, .
When we define the inverse function , the domain of is the range of , and vice-versa. In general, we might have to restrict the domain of (and hence the range of ) to an interval where is one–to–one, but in our case, this isn't necessary. So, the range of is and the domain of is the range of : .
한 번 더 — 비슷한 문제APEX · 3.2절 · 2번우리말 번역
롤의 정리가 무엇을 말하는지 자신의 말로 설명하세요.
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