먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.
CLP-1 · 2.7절 · 14번우리말 번역
다음 함수가 미분가능하도록 상수 a, b 를 구하세요:
f(x)={ax2+bexx≤1x>1
영어 원문 보기
Find constants a, b so that the following function is differentiable:
f(x)={ax2+bexx≤1x>1
정답·풀이 보기
범위를 따로 정하지 않고 함수가 미분가능하다고 말할 때는 그 함수가 정의역 전체에서 미분가능하다는 뜻이다. 함수 f(x) 는 a, b 의 값에 관계없이 x=1 에서 미분가능하다. 따라서 x=1 에서도 미분가능하게 만드는 상수가 무엇인지만 찾으면 된다.
미분가능하려면 함수는 연속이어야 한다. 연속의 정의에 따르면 f 가 x=1 에서 연속이려면 x→1limf(x)=f(1) 이어야 한다. f 의 정의로부터 f(1)=a+b=x→1−limf(x) 이므로 x→1+limf(x)=a+b 이어야 한다. x→1+limf(x)=e1=e 이므로 구체적으로 다음이 필요하다.
e=a+b.
When we say a function is differentiable without specifying a range, we mean that it is differentiable over its domain. The function f(x) is differentiable when x=1 for any values of a and b; it is up to us to figure out which constants make it differentiable when x=1.
In order to be differentiable, a function must be continuous. The definition of continuity tells us that, for f to be continuous at x=1, we need x→1limf(x)=f(1). From the definition of f, we see f(1)=a+b=x→1−limf(x), so we need x→1+limf(x)=a+b. Since x→1+limf(x)=e1=e, we specifically need
e=a+b.
Now, let's consider differentiability of f at x=1. We need the following limit to exist:
h→0limhf(1+h)−f(1)In particular, we need the one-sided limits to exist and be equal:h→0−limhf(1+h)−f(1)If h<0, then 1+h<1, so f(1+h)=a(1+h)2+b. If h>0, then 1+h>1, so f(1+h)=e1+h. With this in mind, we begin to evaluate the one-sided limits:h→0−limhf(1+h)−f(1)h→0+limhf(1+h)−f(1)Since we take a+b to be equal to e (to ensure continuity):=h→0+limhf(1+h)−f(1)=h→0−limh[a(1+h)2+b]−[a+b]=h→0−limhah2+2ah=2a=h→0+limhe1+h−(a+b)=h→0+limhe1+h−e1=dxd{ex}x=1=e1=e
So, we also need
2a=e
Therefore, the values of a and b that make f differentiable are a=b=2e.
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-1 · 2.7절 · 9번우리말 번역
e−x 을 미분하세요.
답 쓰고 채점
다 풀었으면 정답 확인
e−xUsing the rule for differentiating the reciprocal:dxd{e−x}=ex1=(ex)2−ex=ex−1=−e−x