문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 다변수 미분

접평면과 선형근사

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

CLP-3 · 2.6절 · 3번대학 수준우리말 번역

계산기나 컴퓨터를 사용하지 않고 f(x,y)=sin⁡(πxy+ln⁡y)f(x,y)=\sin(\pi xy+\ln y) 의 (0.01,1.05)(0.01,1.05) 에서의 근삿값을 구하세요.

영어 원문 보기

Find an approximate value for f(x,y)=sin⁡(πxy+ln⁡y)f(x,y)=\sin(\pi xy+\ln y) at (0.01,1.05)(0.01,1.05) without using a calculator or computer.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

선형 근사 f(0.01,1.05)≈f(0,1)+fx(0,1)(0.01)+fy(0,1)(0.05)f(0.01,1.05)\approx f(0,1)+f_x(0,1)(0.01)+f_y(0,1)(0.05) 를 적용한다. 이때

f(x,y)=sin⁡(πxy+ln⁡y)f(0,1)=sin⁡0=0fx(x,y)=πycos⁡(πxy+ln⁡y)fx(0,1)=πcos⁡0=πfy(x,y)=(πx+1y)cos⁡(πxy+ln⁡y)fy(0,1)=cos⁡0=1\begin{aligned} f(x,y)&=\sin(\pi xy+\ln y) & f(0,1)&=\sin 0=0\\ f_x(x,y)&=\pi y\cos(\pi xy+\ln y) & f_x(0,1)&=\pi\cos 0=\pi\\ f_y(x,y)&=\left(\pi x+\frac{1}{y}\right)\cos(\pi xy+\ln y) & f_y(0,1)&=\cos 0=1 \end{aligned}

이다. 따라서

f(0.01,1.05)≈f(0,1)+fx(0,1)(0.01)+fy(0,1)(0.05)=0+π(0.01)+1(0.05)=0.01 π+0.05≈0.0814\begin{aligned} f(0.01,1.05)&\approx f(0,1)+f_x(0,1)(0.01)+f_y(0,1)(0.05) =0+\pi(0.01)+1(0.05) \\ &=0.01\,\pi + 0.05 \approx 0.0814 \end{aligned}

이다.

원본 교재 풀이(영어)

Apply the linear approximation f(0.01,1.05)≈f(0,1)+fx(0,1)(0.01)+fy(0,1)(0.05)f(0.01,1.05)\approx f(0,1)+f_x(0,1)(0.01)+f_y(0,1)(0.05), with

f(x,y)=sin⁡(πxy+ln⁡y)f(0,1)=sin⁡0=0fx(x,y)=πycos⁡(πxy+ln⁡y)fx(0,1)=πcos⁡0=πfy(x,y)=(πx+1y)cos⁡(πxy+ln⁡y)fy(0,1)=cos⁡0=1\begin{aligned} f(x,y)&=\sin(\pi xy+\ln y) & f(0,1)&=\sin 0=0\\ f_x(x,y)&=\pi y\cos(\pi xy+\ln y) & f_x(0,1)&=\pi\cos 0=\pi\\ f_y(x,y)&=\left(\pi x+\frac{1}{y}\right)\cos(\pi xy+\ln y) & f_y(0,1)&=\cos 0=1 \end{aligned}

This gives

f(0.01,1.05)≈f(0,1)+fx(0,1)(0.01)+fy(0,1)(0.05)=0+π(0.01)+1(0.05)=0.01 π+0.05≈0.0814\begin{aligned} f(0.01,1.05)&\approx f(0,1)+f_x(0,1)(0.01)+f_y(0,1)(0.05) =0+\pi(0.01)+1(0.05) \\ &=0.01\,\pi + 0.05 \approx 0.0814 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 3권 · 4.4절 · 39번우리말 번역

직원기둥(직원기둥은 쓰이나 「원기둥의 반지름 rr 과 높이 hh 를 측정할 때 각각 4% 와 5%4\%\,\text{와}\,5\% 의 오차가 생길 수 있습니다. 부피를 측정할 때 생길 수 있는 최대 백분율 오차를 어림하세요. (백분율 오차는 원래 양에 대한 오차의 양의 비임을 상기하세요. 따라서 이 경우 VV 의 백분율 오차는 다음과 같습니다: dVV.)\frac{dV}{V}.)

다 풀었으면 정답 확인

13% or 0.1313\%\,\text{or}\,0.13

이 문제로 이어서 풀기
# 접평면과 선형근사계산보통자동 분류

「접평면과 선형근사」 문제 목록으로