문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅰ · 미분

함수의 증가와 감소

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

CLP-1 · 3.6절 · 3번우리말 번역

함수 f(x)=x−12x+4f(x)=\dfrac{\sqrt{x-1}}{2x+4} 가 증가하는 가장 큰 열린구간을 구하세요.

영어 원문 보기

Find the largest open interval on which f(x)=x−12x+4f(x)=\dfrac{\sqrt{x-1}}{2x+4} is increasing.

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음수의 제곱근은 취할 수 없으므로 f(x)f(x) 는 x≥1x \ge 1 일 때만 정의된다. 또한 분모가 0이 될 수 없으므로 x=−2x=-2 는 정의역에 속하지 않지만, x≥1x \ge 1 이기만 하면 x≠−2x \ne -2 도 성립한다. 따라서 이 함수의 정의역은 [1,∞)[1,\infty) 이다.

f(x)f(x) 가 증가하는 구간을 찾기 위해 f′(x)f'(x) 가 양수인 곳을 찾는다. f′(x)=2x+42x−1−2x−1(2x+4)2=(x+2)−2(x−1)x−1(2x+4)2=−x+4x−1(2x+4)2f'(x)=\frac{\frac{2x+4}{2\sqrt{x-1}}-2\sqrt{x-1}}{(2x+4)^2} =\frac{(x+2)-2(x-1)}{\sqrt{x-1}(2x+4)^2} =\frac{-x+4}{\sqrt{x-1}(2x+4)^2} 분모는 결코 음수가 아니므로 f(x)f(x) 는 f′(x)f'(x) 의 분자가 양수일 때, 즉 4−x>04-x>0 일 때, 다시 말해 x<4x<4 일 때 증가한다. f(x)f(x) 의 정의역이 [1,+∞)[1,+\infty) 임을 떠올리면, f(x)f(x) 는 열린구간 (1,4)(1,4) 에서 증가한다고 결론짓는다.

원본 교재 풀이(영어)

Since we can't take the square root of a negative number, f(x)f(x) is only defined when x≥1x \ge 1. Furthermore, since we can't have zero as a denominator, x=−2x=-2 is not in the domain — but as long as x≥1x \ge 1, we also have x≠−2x \ne -2. So, the domain of the function is [1,∞)[1,\infty).

In order to find where f(x)f(x) is increasing, we find where f′(x)f'(x) is positive. f′(x)=2x+42x−1−2x−1(2x+4)2=(x+2)−2(x−1)x−1(2x+4)2=−x+4x−1(2x+4)2f'(x)=\frac{\frac{2x+4}{2\sqrt{x-1}}-2\sqrt{x-1}}{(2x+4)^2} =\frac{(x+2)-2(x-1)}{\sqrt{x-1}(2x+4)^2} =\frac{-x+4}{\sqrt{x-1}(2x+4)^2} The denominator is never negative, so f(x)f(x) is increasing when the numerator of f′(x)f'(x) is positive, i.e. when 4−x>04-x>0, or x<4x<4. Recalling that the domain of definition for f(x)f(x) is [1,+∞)[1,+\infty), we conclude that f(x)f(x) is increasing on the open interval (1,4)(1,4).

한 번 더 — 비슷한 문제CLP-1 · 3.6절 · 2번우리말 번역

f(x)=exx+3f(x)=\dfrac{e^x}{x+3} 이 증가하는 가장 큰 열린구간을 구하세요.

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f(x)f(x) 의 정의역은 −3-3 을 제외한 모든 실수이다(x=−3x=-3 일 때 분모가 00 이기 때문이다). x≠−3x\neq -3 에서 몫의 미분법으로 미분하면 다음과 같다. f′(x)=ex(x+3)−ex(1)(x+3)2=ex(x+3)2(x+2)f'(x)=\frac{e^x(x+3) - e^x(1)}{(x+3)^2} = \frac{e^x}{(x+3)^2} (x+2) f(x)f(x) 의 정의역에 속하는 모든 xx 에 대해 exe^x 와 (x+3)2(x+3)^2 은 양수이므로, f′(x)f'(x) 의 부호는 x+2x+2 의 부호와 같다. 따라서 f(x)f(x) 는 정의역에 속하면서 x+2>0x+2>0 인 모든 xx 에서 증가한다. 즉, 열린구간 (−2,∞)(-2,\infty) 에서 증가한다.

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# 함수의 증가와 감소계산보통자동 분류

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