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p.126~128유제 & 문제

접점의 좌표를 [t, 1+1

t ]이라 하면 이 점에서의 접선의 기울기는 f '{t}=-1

t@이므로 접선의 방정식은 y-[1+1

t ]=-1 t@{x-t}

이 직선이 점 {2, 1}을 지나므로 1-[1+1

t ]=-1 t@{2-t}

-1 t=-2

t@+1 t

t=0이므로 양변에 t@을 곱하여 정리하면 2t=2 / t=1

따라서 점 {1, 2}에서 접하므로 점 {2, 1}에서 그을 수 있 는 접선의 개수는 1이다.

1.

 극댓값: 0, 극솟값: -1 f{x}=2x#-3x@에서 f '{x}=6x@-6x=6x{x-1}

f '{x}=0인 x의 값은 x=0 또는 x=1

함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 0 y 1 y

f '{x} + 0 - 0 +

f{x} ↗ 0

극대 ↘ -1

극소 ↗

따라서 함수 f{x}는 x=0에서 극대이고 극댓값은 0, x=1에서 극소이고 극솟값은 -1이다.

p.125

2

p.126~128

유제 & 문제

2

유제

05

 ⑴ 구간 {-1, 0]에서 감소, 구간 [0, E}에서 증가

⑵ 구간 {0, 2j2]에서 증가, 구간 [2j2, 4}에서 감소

⑶ 구간 {-E, 0]에서 감소, 구간 [0, E}에서 증가

⑷ 구간 [0, 76p}, { 116 p, 2p]에서 증가, 구간 { 76p, 116 p}에서 감소

⑴ f{x}=x+ 1 x+1 에서 f '{x}=1- 1

{x+1}@=x{x+2}

{x+1}@

f '{x}=0인 x의 값은 x=0 (? x>-1)

x>-1에서 함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x -1 y 0 y

f '{x} - 0 +

f{x} ↘ 1 ↗

따라서 함수 f{x}는 구간 {-1, 0]에서 감소하고, 구 간 [0, E}에서 증가한다.

개 념 편

문제 05-1

 ⑴ -1<a<0 ⑵ 0<a< 13 f{x}={ax@-1}eX에서

f '{x} =2ax\eX+{ax@-1}eX

={ax@+2ax-1}eX

⑴ 함수 f{x}가 구간 {-E, E}에서 감소하려면 모든 실수 x에 대하여 f '{x}<0이어야 하므로

{ax@+2ax-1}eX<0 이때 eX>0이므로

ax@+2ax-1<0 yy ㉠

! a=0일 때

-1<0이므로 성립한다.

@ a=0일 때

이차부등식 ㉠이 모든 실수 x에 대하여 성립해야 하므로

a<0

또 이차방정식 ax@+2ax-1=0의 판별식을 D라 하면

D

4=a@+a<0 a{a+1}<0 / -1<a<0 그런데 a<0이므로 -1<a<0

!, @에 의해 -1<a<0

⑵ 함수 f{x}가 구간 [-1, 1]에서 감소하려면 -1<x<1에서 f '{x}<0이어야 하므로 {ax@+2ax-1}eX<0

이때 eX>0이므로 ax@+2ax-1<0

g{x}=ax@+2ax-1 {a>0}이라 하면 g{x}=a{x+1}@-a-1

g{x}<0이어야 하므로 함수 y=g{x}의 그래프는 다 음 그림과 같아야 한다.

y=g{x}

-1 1 x

따라서 g{1}<0에서 a+2a-1<0 / a<1

3

그런데 a>0이므로 0<a<1

3

⑵ f{x}=x+116-x@3에서 f '{x} =1+ -2x

2116-x@3 =116-x@3-x

116-x@3 f '{x}=0인 x의 값은 116-x@3=x

16-x@=x@

x@=8 / x=2j2 {? x>0}

0<x<4에서 함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내 면 다음과 같다.

x 0 y 2j2 y 4

f '{x} + 0

-f{x} ↗ 4j2 ↘

따라서 함수 f{x}는 구간 {0, 2j2]에서 증가하고, 구 간 [2j2, 4}에서 감소한다.

⑶ f{x}=eX-x에서 f '{x}=eX-1

f '{x}=0인 x의 값은 eX=1 / x=0

함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y 0 y

f '{x} - 0 +

f{x} ↘ 1 ↗

따라서 함수 f{x}는 구간 {-E, 0]에서 감소하고, 구간 [0, E}에서 증가한다.

⑷ f{x}=1

2x-cos x에서 f '{x}=1

2+sin x f '{x}=0인 x의 값은 sin x=-1

2 / x=7

6p 또는 x=11

6p {? 0<x<2p}

0<x<2p에서 함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타 내면 다음과 같다.

x 0 y 7

6p y 11

6 p y 2p

f '{x} + 0 - 0 +

f{x} ↗ 7

12p+ j32 ↘ 11

12p- j32 ↗

따라서 함수 f{x}는 구간 [0, 7 6p}, {11

6 p, 2p]에서 증가하고, 구간 { 7

6p, 11

6p }에서 감소한다.

유제

06

 ⑴ 극댓값: 1, 극솟값: -1

⑵ 극댓값: 없다., 극솟값: e

⑶ 극댓값: 4e_@, 극솟값: 0

⑷ 극댓값: 3j32 , 극솟값: -3j3 2

⑴ f{x}= 2x x@+1에서

f '{x} =2{x@+1}-2x\2x {x@+1}@

=-2{x+1}{x-1}

{x@+1}@

f '{x}=0인 x의 값은 x=-1 또는 x=1

함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x y -1 y 1 y

f '{x} - 0 + 0

-f{x} ↘ -1

극소 ↗ 1

극대 ↘

따라서 함수 f{x}는 x=1에서 극대이고 극댓값은 1, x=-1에서 극소이고 극솟값은 -1이다.

⑵ f{x}=eX x 에서 f '{x}=eX\x-eX

x@ =eX{x-1}

x@

f '{x}=0인 x의 값은 x=1 (? eX>0)

x>0에서 함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다 음과 같다.

x 0 y 1 y

f '{x} - 0 +

f{x} ↘ e

극소 ↗

따라서 함수 f{x}는 x=1에서 극소이고 극솟값은 e, 극댓값은 없다.

⑶ f{x}=x{ln x}@에서 x>0이고 f '{x} ={ln x}@+x\2 ln x\1

x

=ln x {ln x+2}

f '{x}=0인 x의 값은 ln x=0 또는 ln x=-2 / x=1 또는 x=e_@

함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내면 다음과 같다.

x 0 y e_@ y 1 y

f '{x} + 0 - 0 +

f{x} ↗ 4e_@

극대 ↘ 0

극소 ↗

따라서 함수 f{x}는 x=e_@에서 극대이고 극댓값은 4e_@, x=1에서 극소이고 극솟값은 0이다.

다른 풀이 이계도함수를 이용 f '{x}=ln x {ln x+2}에서 f "{x} =1

x {ln x+2}+ln x\1 x=2

x {ln x+1}

f '{x}=0인 x의 값은 x=1 또는 x=e_@

/ f "{1}=2{ln 1+1}=2>0, f "{e_@}= 2

e_@ {ln e_@+1}=-2e@<0

따라서 함수 f{x}는 x=e_@에서 극대이고 극댓값은 f{e_@}=e_@{ln e_@}@=4e_@

또 x=1에서 극소이고 극솟값은 f{1}=1\{ln 1}@=0

⑷ f{x}=2 cos x+sin 2x에서 f '{x} =-2 sin x+2 cos 2x

=-2 sin x+2{1-2 sin@ x}

=-2{2 sin@ x+sin x-1}

=-2{2 sin x-1}{sin x+1}

f '{x}=0인 x의 값은 sin x=1

2 또는 sin x=-1 / x=p

6 또는 x=5

6p {? 0<x<p}

0<x<p에서 함수 f{x}의 증가, 감소를 표로 나타내 면 다음과 같다.

x 0 y p

6 y 5

6p y p

f '{x} + 0 - 0 +

f{x} ↗

3j3 2 극대

↘ -3j3 2 극소

따라서 함수 f{x}는 x=p

6 에서 극대이고 극댓값은 3j3

2 , x=5

6p에서 극소이고 극솟값은 -3j3 2 이다.

다른 풀이 이계도함수를 이용 f '{x}=-2 sin x+2 cos 2x에서 f "{x}=-2 cos x-4 sin 2x f '{x}=0인 x의 값은 x=p

6 또는 x=5 6p / f "[ p6 ]=-2 cos p

6-4 sin p

3=-3j3<0, f "[5

6p]=-2 cos 5

6p-4 sin 5

3p=3j3>0 따라서 함수 f{x}는 x=p

6 에서 극대이고 극댓값은 f[p

6 ]=2 cos p 6+sin p

3=3j3 2 또 x=5

6p에서 극소이고 극솟값은 f[5

6p]=2 cos 5

6p+sin 5

3p=- 3j32

개 념 편

문제 06-1

 1

f{x}=a cos x-b cos 2x에서 f '{x}=-a sin x+2b sin 2x x=p

3 에서 극댓값 3

2 을 가지므로 f '[p

3 ]=0, f [p 3 ]=3

2 f '[p

3 ]=0에서 -j3

2 a+j3b=0 / a-2b=0 yy`㉠

f [p 3 ]=3

2 에서 1

2a+1 2b=3

2 / a+b=3 yy`㉡

㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=2, b=1 / a-b=1

문제 06-2

 - 98-2 ln 2

f{x}=ax@-bx+ln x에서 x>0이고 f '{x}=2ax-b+1

x

x=1에서 극솟값 -3을 가지므로 f '{1}=0, f{1}=-3 f '{1}=0에서 2a-b+1=0 / 2a-b=-1 yy ㉠

f{1}=-3에서 a-b=-3 yy ㉡

㉠, ㉡을 연립하여 풀면 a=2, b=5 / f{x}=2x@-5x+ln x / f '{x}=4x-5+1

x=4x@-5x+1 x f '{x}=0인 x의 값은

4x@-5x+1=0, {4x-1}{x-1}=0 / x=1

4 또는 x=1 따라서 함수 f{x}는 x=1

4 에서 극대이고 극댓값은 f [1

4 ]=-9 8-2 ln 2

문제 06-3

 10

f{x}={x@-6x+k}eX에서

f '{x} ={2x-6}eX+{x@-6x+k}eX

={x@-4x+k-6}eX

이때 eX>0이므로 함수 f{x}가 극값을 갖지 않으려면 x@-4x+k-6>0

따라서 이차방정식 x@-4x+k-6=0이 중근 또는 허근 을 가져야 하므로 이 이차방정식의 판별식을 D라 하면

D

4=4-k+6<0 / k>10 따라서 구하는 상수 k의 최솟값은 10이다.

p.130~131

관련 문서