2 극한

1.1

이 항상 양수이므로

1.2

1.3

1.3.1

자연상수 정의

1.3.2

1.4

1.5

연속이면 극한값과 함수값이 같으므로

이때 역함수가 존재하기 위해서는 를 만족해야한다.

의 정의역이 이므로 성립

1.6

1.7

1.8

위 식이 b로 수렴하기 위해서는 분자가 0이 되어야 한다.

1.9

1.10

1.11

각각의 조각함수는 이미 연속이므로 2에서 좌극한과 우극한을 일치시키면 된다.

1.12

가 연속함수이므로

1.13

1.14

우선 가 불연속인 좌표를 구해보면 이다. 이를 에 대입하여 불연속인지를 확인해보면

3 미분

2.1

2.2

에서 접점을 가짐을 통해 다음을 알 수 있다.

2.3

라이프니츠 공식

이항정리

이항정리에서 인 경우를 생각해보면 따라서 평균은

2.4

에서 수렴하고, 분모가 모두 0이 되므로 분자도 0이 되어야 한다.

\begin{align} \therefore f(1)=3, g(1)=-2 \\ \end{align}$$

\begin{align} \lim_{ x \to 1 }\frac{(f(x)-3)}{x-1}&=\lim_{ x \to 1 }\frac{(f(x)-f(1))}{x-1} \ &=f’(1) \ \lim_{ x \to 1 }\frac{(g(x)+2)}{x-1}&=\lim_{ x \to 1 }\frac{(g(x)-g(1))}{x-1} \ &=g’(1) \end{align}

\begin{align} \therefore f’(1)=1, g’(1)=2 \end{align}

\begin{align} h’(x)&=f’(x)g(x)+f(x)g’(x) \ &=1\times -2 + 3\times 2 \ =4 \end{align}

### 2.5 미분 가능하다 $\implies$ 연속 1) 극한값이 함수값과 같다.

\begin{align} f(1)&=a=a+b+4 \ b&=-4 \end{align}

2) $x=1$에서 미분 가능하다.

\begin{align} f’(x)&=a=2ax+b \ f’(1)&=a=2a+b \ \therefore &=-b=4 \end{align}

\therefore a-b=8

### 2.6 1. $x\to0$에서 극한값이 존재하지 않으므로 불연속이다. 2. 연속

\begin{align} 0\leq |x\sin \frac{1}{x}|\leq|x| \ \therefore \lim_{ x \to 0 } |x \sin \frac{1}{x}|=0 \end{align}

\begin{align} f’(0)&=\lim_{ x \to 0 } \frac{f(x)-f(0)}{x-0} \ &=\lim_{ x \to 0 } \sin \frac{1}{x} \end{align}

\begin{align} \lim_{ x \to 0 } f’(x)&=\lim_{ x \to 0 }\frac{f(x)-f(0)}{x-0} \ &=\lim_{ x \to 0 }x\sin x \ &=0 \end{align}

>$$ >\begin{align} >&\alpha,\beta>0\\ >f(x)=\begin{cases} >x^{\alpha}\sin \frac{1}{x^{\beta}}&(x\neq 0) \\ >0&(x=0) >\end{cases} >\end{align} >$$ >$\alpha>1$이면 $x=0$에서 미분가능하다. ### 2.7 라이프니츠 규칙에 의하여

\begin{align} (f(x)g(x))^{(8)}&=\sum_{k=0}^{8} {}{8}C{k}f^{(8-k)}(x)g^{(k)}(x) \ &={}{8}C{0}f^{(8)}(x)g(x)+{}{8}C{1}f^{(7)}(x)g^{(1)}(x)+\cdots+{}{8}C{8}f(x)g^{(8)}(x) \ &={}{8}C{0}(-2)^{8}(-3)^{0}+{}{8}C{1}(-2)^{7}(-3)+{}{8}C{8}(-2)^{0}(-3)^{8} \ \end{align}

\begin{align} [(-2)+(-3)]^{8}=\sum_{k=0}^{8} {}{8}C{k} (-2)^{8-k}(-3)^{k} \end{align}

\begin{align} \therefore 5^{8} \end{align}

### 2.8

\begin{align} &f(0+0)=2f(0) \ &f(0)=0 \end{align}

\begin{align} \lim_{ h \to 0 } \frac{f(h)-f(0)}{h} = \lim_{ h \to 0 } \frac{f(h)}{h}=1 \end{align}

\begin{align} f’(x)&=\lim_{ h \to 0 } \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \ &=\lim_{ h \to 0 } \frac{f(h)+hx}{h} \ &=\lim_{ h \to 0 } \frac{f(h)}{h}+x \ &=x+1 \end{align}

\begin{align} f(x)= \frac{1}{2}x^{2}+x\quad(\because f(0)=0) \ \therefore f(1)= \frac{3}{2} \end{align}

### 2.9 1. 좌극한은 0으로 수렴, 우극한은 -1~1에서 진동하므로 극한값이 존재하지 않는다. 2. $x\geq 0$인 경우 1) $x\geq \frac{1}{\pi}$인 경우 $0<\frac{1}{x}\leq\pi$이므로 $0\leq f_{1,1}(x)$ 2) $f_{1,1}\in\left( \left[ 0, \frac{1}{\pi} \right] \right)$인 경우 최대 최소 정리에 의해 $f_{1,1}(x_{1})\leq f_{1,1}(x)\leq f_{1,1}(x_{2}), x\in\left[ 0,\frac{1}{\pi} \right]$를 만족하는 $x_{1},x_{2}$가 존재한다. ($x\geq \frac{1}{\pi}$인 경우 항상 양수인 반면, $\left[ 0, \frac{1}{\pi} \right]$에서는 음수가 될 수 있기 때문에 이 구간 내에 최솟값이 존재한다) 3. 극한값 $\lim_{ n \to \infty }$