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Topos Uranos

요약

이 수업은 도함수에 관한 단원을 연다. 먼저 단원의 경로를 보여 준다. 그 경로는 도함수를 평균변화율의 극한으로 정의하고, 이를 연속인 인수를 가진 인수분해, 곧 카라테오도리 분해로 쓴 뒤, 그로부터 영이 될 수 있는 양으로 한 번도 나누지 않고 미분법의 공식, 연쇄 법칙, 역함수의 미분법을 얻으며, 고계도함수, 미분, 변화율에 이른다. 이어서 도함수의 역사를, 접선에 관한 페르마의 방법에서 코시의 정의까지, 뉴턴의 유율, 라이프니츠의 표기법, 버클리의 비판, 그리고 도함수에 이름과 표기법을 준 라그랑주의 계획을 거쳐 다시 구성한다. 또한 도함수를 낳은 문제, 곧 임의의 곡선의 접선과 한 순간의 속도를 정식화하고, 인수분해가 영인 증분으로 나누는 일을 어떻게 대신하는지 예를 들어 보인다. 끝으로 도함수가 이어지는 단원, 사이트의 다른 강좌, 과학과 기술의 어디에서 쓰이는지를 짚는다.

학습 목표

  1. 단원의 경로를 설명하고, 각 수업이 무엇을 증명하며 앞의 어떤 결과를 이용하는지 설명할 수 있다.
  2. 임의의 곡선의 접선과 순간속도가 왜 도함수를 극한으로 정의할 것을 요구하는지, 그리고 카라테오도리 분해가 왜 영이 될 수 있는 양으로 나누지 않고 공식들을 증명할 수 있게 하는지 설명할 수 있다.
  3. 페르마의 방법에서 코시의 정의까지, 도함수 개념이 거쳐 온 각 시기를 역사적 맥락 속에 놓고, 각 시기를 이끈 문제나 비판을 밝힐 수 있다.
  4. 도함수가 이어지는 단원, 다른 강좌, 과학과 기술의 응용 어디에서 작용하는지 짚을 수 있다.

입문 평가

단원을 공부하기 전에 출발점을 재어 보는 것이 좋다. 이 자기 평가는 점수를 매기지 않는다. 어디에서 멈추어 공부해야 할지 알기 위한 것이다. 처음 아홉 문항은 단원의 내용 수업 아홉 개를 차례로 하나씩 다루며, 외워 두는 진술이 아니라 계산이나 추론의 기능을 잰다. 같은 기능은 마지막 종합 수업에서 다른 자료로 다시 잰다. 마지막 다섯 문항은 이 단원이 앞 단원과 대수학과 기하학 I과 II에서 이미 안다고 전제하는 것을 확인한다. 곧 삼각함수의 극한, 지수함수의 주요 극한, 스몰 오 o⁡\operatorname{o}, 역함수, 아크사인의 코사인이다.

입문 평가

단원을 시작하기 전에 출발점을 확인해 보세요. 짧은 자기 평가입니다. 점수가 매겨지지 않으며 결과는 브라우저에만 저장됩니다.

  1. 문제 1함수 f(x)=12x+1f(x) = \frac{1}{2x + 1}은 00에서 정의되어 있다. 도함수의 정의로부터, 점 (0,1)(0, 1)에서 그 그래프에 그은 접선을 구하면 무엇인가?

  2. 문제 2함수 f(x)=x2+5x−1f(x) = \frac{x^2 + 5}{x - 1}의 33에서의 미분계수를 구하여라.

  3. 문제 3함수 f(x)=excos⁡xf(x) = e^x \cos x의 π4\frac{\pi}{4}에서의 미분계수를 구하여라.

  4. 문제 4함수 f(x)=cos⁡2(2x)f(x) = \cos^2(2x)의 π8\frac{\pi}{8}에서의 미분계수를 구하여라.

  5. 문제 5볼차노 정리가 방정식 x3+2x=5x^3 + 2x = 5의 해의 존재를 보장하는 구간은 이 가운데 어느 것인가?

  6. 문제 6함수 f(x)=x5+xf(x) = x^5 + x은 집합 R\mathbb{R}에서 연속이고 엄격하게 증가한다. 값 (f−1)′(2)\left(f^{-1}\right)'(2)은 얼마인가?

  7. 문제 7함수 F(x)=(x2+1)xF(x) = \left(x^2 + 1\right)^x의 11에서의 미분계수를 구하여라.

  8. 문제 855계도함수의 값을 함수 f(x)=xe2xf(x) = x e^{2x}에 대하여 점 00에서 구하여라.

  9. 문제 9한 직사각형이 넓이를 66제곱센티미터로 유지하면서 밑변이 초속 33센티미터로 늘어난다. 밑변의 길이가 22센티미터인 순간에 높이는 얼마나 빠르게 변하는가?

  10. 문제 10이전 단원에서극한 lim⁡h→0cos⁡h−1h\lim_{h \to 0} \frac{\cos h - 1}{h}를 구하여라.

  11. 문제 11이전 단원에서극한 lim⁡h→0e−2h−1h\lim_{h \to 0} \frac{e^{-2h} - 1}{h}를 구하여라.

  12. 문제 12이전 단원에서이 함수들 가운데 o⁡(h)\operatorname{o}(h)인 것은 어느 것인가(조건 h→0h \to 0에서)?

  13. 문제 13이전 단원에서함수가 f(x)=2x3+3f(x) = 2x^3 + 3일 때 값 f−1(19)f^{-1}(19)는 얼마인가?

  14. 문제 14이전 단원에서값 cos⁡(arcsin⁡(−35))\cos\left(\arcsin\left(-\frac{3}{5}\right)\right)은 얼마인가?