다음 문제에서 라 하자. F, G, H 를 각각의 그래프와 짝지으세요.

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For the following exercises, let and Match F, G, and H with their graphs.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.1절 · 17번문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터 미적분
벡터장을 그리고 기울기 벡터장, 흐름선(유선)을 알아본다
유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
19문제 · 1 / 1쪽
다음 문제에서 라 하자. F, G, H 를 각각의 그래프와 짝지으세요.

For the following exercises, let and Match F, G, and H with their graphs.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.1절 · 17번다음 연습문제에서 라 하자. F, G, H 를 각각의 그래프와 짝지으세요.

For the following exercises, let and Match F, G, and H with their graphs.

다음 연습문제에서 라 하자. F, G, H 를 각각의 그래프와 짝지으세요.

For the following exercises, let and Match F, G, and H with their graphs.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.1절 · 1번다음 연습문제에서 라 하자. a부터 d까지의 벡터장을 각각의 그래프와 짝지으세요.
a. b. c. d.

For the following exercises, let and Match the vector fields in a through d with their graphs.
a. b. c. d.

다음 연습문제에서 라 하자. a부터 d까지의 벡터장을 각각의 그래프와 짝지으세요.
a. b. c. d.

For the following exercises, let and Match the vector fields in a through d with their graphs.
a. b. c. d.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.1절 · 5번다음 문제에서 라 하세요. a부터 d까지의 벡터장을 각각의 그래프와 짝지으세요.
a. b. c. d.

For the following exercises, let and Match the vector fields in a through d with their graphs.
a. b. c. d.

다음 문제에서 라 하세요. a부터 d까지의 벡터장을 각각의 그래프와 짝지으세요.
a. b. c. d.

For the following exercises, let and Match the vector fields in a through d with their graphs.
a. b. c. d.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.
한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-4 · 2.2절 · 4번연습문제 5–8에서, 마주 보는 두 꼭짓점이 와 인 직사각형 위에 주어진 벡터장의 그래프를 그리세요. 이때 좌표가 정수인 모든 점마다(즉, , 등에서) 벡터를 하나씩 그리세요.
In Exercises 5–8, sketch the given vector field over the rectangle with opposite corners and , sketching one vector for every point with integer coordinates (i.e., at , , etc.).
정답은 다음과 비슷해야 한다.

Correct answers should look similar to

연습문제 5–8번에서, 서로 마주 보는 꼭짓점이 와 인 직사각형 위에 주어진 벡터장의 그래프를 그리세요. 좌표가 정수인 모든 점(즉, , 등)마다 벡터를 하나씩 그리세요.
In Exercises 5–8, sketch the given vector field over the rectangle with opposite corners and , sketching one vector for every point with integer coordinates (i.e., at , , etc.).
정답은 다음과 비슷한 모양이어야 한다.

Correct answers should look similar to

연습문제 5–8번에서, 서로 마주 보는 꼭짓점이 와 인 직사각형 위에 주어진 벡터장의 그래프를 그리세요. 좌표가 정수인 모든 점(즉, , 등)마다 벡터를 하나씩 그리세요.
In Exercises 5–8, sketch the given vector field over the rectangle with opposite corners and , sketching one vector for every point with integer coordinates (i.e., at , , etc.).
정답은 다음과 비슷한 모양이어야 한다.

Correct answers should look similar to

연습문제 5–8번에서, 서로 마주 보는 꼭짓점이 와 인 직사각형 위에 주어진 벡터장의 그래프를 그리세요. 좌표가 정수인 모든 점(즉, , 등)마다 벡터를 하나씩 그리세요.
In Exercises 5–8, sketch the given vector field over the rectangle with opposite corners and , sketching one vector for every point with integer coordinates (i.e., at , , etc.).
정답은 다음과 비슷한 모양이어야 한다.

Correct answers should look similar to

를 아래에 그려진 이차원 벡터장이라 하자.

점 에서 , , , 의 부호를 판단하세요.
Let be the two-dimensional vector field sketched below.

Determine the signs of , , and at the point .
점 근처의 화살표는 오른쪽을 향하므로 이고, 위쪽을 향하므로 이다. 근처에서 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이면 화살표의 수직 성분이 감소하므로 이다. 근처에서 수직으로 위쪽으로 움직이면 화살표의 수직 성분이 증가하므로 이다.
The arrows near the point are pointing to the right, indicating that , and upward, indicating that . Moving from left to right near , the vertical component of the arrows is decreasing, indicating that . Moving vertically upwards near , the vertical component of the arrows is increasing, indicating that .
벡터장 의 그래프를 그리세요.
Sketch the vector field .
본문에서처럼 시작하여 다음을 알 수 있다.
그리고 .
이로부터 다음 그림을 얻는다.

이것으로 대략적인 모양을 알 수 있다. 더 자세히 살펴보면, 일 때 벡터 는 수직보다 수평에 더 가깝다. 축에서 수평선을 따라 멀어질수록 과 의 차가 커지므로 벡터는 점점 더 수평에 가까워진다. 그러나 의 값을 고정하면, 축에서 더 먼 곳의 벡터가 축에 가까운 곳의 벡터보다 더 수직에 가깝다.

Beginning as in the text, we note
and .
That leads to the following picture:

This gives us a general idea to start with. Refining, we notice that when , then the vector will be more horizontal than vertical. As we move away from the -axis in a horizontal line, the difference between and grows, so the vectors get more and more horizontal. However, for a fixed value of , vectors farther from the axis will be more vertical than vectors closer to it.

의 방향장을 그래프로 그리세요.
Sketch the direction field of .
결국에는 단위 길이의 벡터만 그리게 되지만, 의 성분과 성분을 구하면 그 방향을 알 수 있다.
는 에서 원점까지의 거리이고, 는 에서 점 까지의 거리이다. 이 두 수는 항상 음이 아니다. 따라서 다음과 같은 그림이 된다.

가 원점에서 멀리 떨어져 있으면, 까지의 거리는 까지의 거리와 거의 같다. 그러므로 는 의 스칼라 배수에 가까울 것으로 예상된다.
에서 이므로 이 벡터는 수평이다. 마찬가지로 이므로 이 벡터는 수평이다. 에 아주 가까운 곳의 벡터는 거의 수평이고, 에 가까운 곳의 벡터는 거의 수직이다.

방향장을 그리기 위해 벡터의 길이가 1이 되도록 정규화한다.

Although ultimately we'll sketch only unit-length vectors, we can still find the direction of by finding its - and components.
Note is the distance from to the origin, while is the distance from to the point . Both these numbers are always nonnegative. This leads to the following sketch:

When is far from the origin, its distance from is almost the same as its distance from . So, we expect to be approximately a scalar multiple of .
At , , so our vector is horizontal; similarly, so this vector is horizontal. Vectors very near to are nearly horizontal, while vectors near to are nearly vertical.

For the direction field, we normalize our vectors to have unit length.

벡터장 을 그리세요.
Sketch the vector field .
벡터장 는 원점에서 멀어지는 방향의 단위벡터와 에서 멀어지는 방향의 단위벡터의 합에 1/3을 곱한 것이다. 이로부터 몇몇 영역에 대해 알 수 있다.


The field is the sum, scaled by 1/3, of the unit vector pointing away from the origin and the unit vector pointing away from . This tells us about a few regions:


질량이 인 물체는 자신으로부터 거리 만큼 떨어진 단위 질량의 입자에 크기가 인 힘을 작용한다. 여기서 는 물리 상수이다. 이 힘은 입자에서 물체를 향하는 방향으로 작용한다.

좌표평면 위에서 질량 5 kg 인 물체가 위치 에, 질량 3 kg 인 물체가 위치 에, 질량 7 kg 인 물체가 위치 에 놓여 있다고 하자. 위치 에 있는 단위 질량에 작용하는 전체 중력의 벡터장 를 구하세요.
A body of mass exerts a force of magnitude on a particle of unit mass distance away from itself, where is a physical constant. The force acts in the direction from the particle to the body.

Suppose a mass of 5 kg sits at position , a mass of 3 kg sits at position , and a mass of 7 kg sits at position on a coordinate plane. Give the vector field of the net gravitational force exerted on a unit mass at position .
위치 에 있는 단위 질량의 입자는 5kg 물체로부터 거리 만큼 떨어져 있으므로, 그 물체는 입자에 크기가 인 힘을 작용한다. 이 힘의 방향은 이다. 따라서 5kg 물체가 작용하는 힘은 이다.
마찬가지로, 에 있는 3 kg 물체가 작용하는 힘은 이고, 에 있는 7 kg 물체가 작용하는 힘은 이다.
따라서 단위 질량에 작용하는 전체 힘은 다음과 같다.
A particle of unit mass at position has distance from the 5kg mass, so that mass exerts a force of magnitude on the particle. This force has direction . So, the force exerted by the 5kg mass is .
Similarly, the 3 kg mass at exerts a force of ; and the 7 kg mass at exerts a force of .
The net force on a unit mass is therefore
a. 막대 하나가 수직인 벽에 기대어 있다. 막대의 길이는 2이고, 벽과 닿는 지점의 높이는 이다. 막대는 벽에 계속 닿은 채로 미끄러져 내려가며, 높이는 의 비율로 감소한다.

위의 그림과 같은 좌표계를 사용하여, 일 때 막대의 아래쪽 끝에서 만큼 떨어진 막대 위의 점의 속도를 나타내는 벡터함수 를 구하세요. b. 우산의 뼈대는 곧고 단단한 막대들을 한 공통의 중심에 붙여서 만든다. 막대들의 길이는 모두 같으므로, 막대들은 한 원의 반지름을 이룬다.
뼈대의 중심을 위로 들어 올린다. 뼈대의 가장자리는 바닥에 끌리면서, 뼈대는 점점 더 높고 가늘어지는 직원뿔 모양을 유지한다.


각 막대의 길이가 2미터이고, 뼈대의 중심이 50 cm/s의 비율로 들어 올려지고 있다고 하자. 뼈대의 중심이 바닥에서 1미터 위에 있을 때, 뼈대 위의 점 의 속도를 나타내는 벡터장 를 구하세요.
바닥의 높이를 으로 하고, 뼈대의 중심은 원점 바로 위에 있다고 하자.
a. A pole leans against a vertical wall. The pole has length 2, and it touches the wall at height . The pole slides down, still touching the wall, with its height decreasing at a rate of .

Find a vector function for the velocity, when , of a point on the pole that is units from the lower end, using the coordinate system from the sketch above. b. The frame of an umbrella is constructed by attaching straight, rigid poles to a common centre. The poles are all the same length, so they form radii of a circle.
The frame is lifted from the centre of the circle. The edges of the frame drag on the ground, keeping the frame in the shape of a right circular cone that is becoming taller and thinner.


Suppose the length of each pole is 2 metres, and the centre of the frame is being lifted at a rate of 50 cm/s. Give a vector field for the velocity of a point on the frame when its centre is 1 metre above the ground.
Let the ground have height , and let the centre of the frame sit directly above the origin.
a. 막대 위에서 아래쪽 끝으로부터 거리 만큼 떨어진 점 를 생각하자. 이 점을 이용하여 아래 그림과 같이 더 작은 직각삼각형을 만든다.

닮은 삼각형을 이용하면:
따라서
이 모형에서는 이 함수의 정의역을 로 정한다. b. 먼저 a의 풀이에서 가져다 쓸 수 있는 것을 살펴보자. a와 마찬가지로, 막대 중 하나 위에서 아래쪽 끝으로부터 미터 떨어진 점 를 생각하자.

의 위치를 라 하자. 이제 는 음수가 아니라 양수이므로, 이 2차원 단면에 한정하여 보면 이고, 여기서 둘째 좌표는 이며 첫째 좌표는 벡터 의 방향을 가진 (수평) 직선을 따른 성분이다.

따라서 임을 알고, 또 어떤 음의 상수 에 대해 이고 임을 안다. 벡터의 방향과 크기를 알았으므로 벡터를 구할 수 있다:
식을 , , 로 나타내고 싶으므로 를 없애야 한다. 닮은 삼각형을 이용하면 이다. 일 때 이다. 그러므로
마지막으로
의 모든 값이 뼈대 위에 있는 것은 아니다. 그러나 뼈대 위에 있는 의 값에 대해서는 이 식이 성립한다.
a. Consider a point on the pole that is a distance away from the bottom end. Use this point to make a smaller right triangle, as in the picture below.

Using similar triangles:
Therefore,
For our model, we set the domain of this function to be . b. Let's start by seeing what we can salvage from our work on part a. As in part a., consider a point on one of the poles, metres from the bottom end.

Let have position . Noting that is now positive, not negative, if we stick to this two-dimensional slice, where the second coordinate is and the first coordinate refers to the (horizontal) line in the direction of the vector .

So, we know , and we know for some negative constant with . Since we have the direction and the magnitude of the vector, we can find the vector:
We want our equation to be in terms of , , and , so we need to get rid of . Using similar triangles, . When , then . So:
Finally:
Not all values of are on the frame. But, for those values of that are on the frame, this equation holds.
아래에 그려진 벡터장 가 평면의 제1사분면에 있는 점 에서 흐르는 물의 속도를 나타낸다고 하자.

다음 점에 떨어뜨린 고무 오리가 따라가는 경로를 그리세요.
(a) (b) (c)
Suppose that the vector field sketched below represents the velocity of moving water at the point in the first quadrant of the -plane.

Sketch the path followed by a rubber ducky dropped in at the point
(a) (b) (c)
(a) 양의 축 위의 모든 점에서 속도 벡터 는 곧장 아래쪽을 향한다. 따라서 에서 물에 놓은 고무 오리는 양의 축을 따라 원점을 향해 곧장 아래로 떠내려간다.

(b) 양의 축 위의 모든 점에서 속도 벡터 는 곧장 오른쪽을 향한다. 따라서 에서 물에 놓은 고무 오리는 양의 축을 따라 오른쪽으로 떠내려간다.
(c) 축에서 떨어진 제1사분면의 모든 점에서 속도 벡터 는 아래쪽 오른쪽을 향한다. 따라서 에서 물에 놓은 고무 오리는 언제나 아래쪽 오른쪽으로 떠내려간다. 오리가 축에 가까워질수록 움직임은 더욱 오른쪽으로 향하게 된다.
(a) At every point of the positive -axis, the velocity vector points straight down. So a rubber ducky placed in the water at just floats straight down the positive -axis towards the origin.

(b) At every point of the positive -axis, the velocity vector points straight to the right. So a rubber ducky placed in the water at just floats rightward along the positive -axis.
(c) At every point of the first quadrant away from the axes, the velocity vector points downwards and towards the right. So a rubber ducky placed in the water at always floats down and to the right. The closer the ducky gets to the –axis the more rightward its motion becomes.
벡터장 의 역선을 구하고 그래프를 그리세요.
Find and sketch the field lines of the vector field .
역선은 다음을 만족한다.
여기서 은 0이 아닌 상수이다. 축 위에서는 이고 축 위에서는 이므로 과 도 역선이다.

The field lines obey
with a nonzero constant. and are also field lines, since on the -axis and on the -axis .
