수학의 정석

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[소순영] 기본편 미적분I (2014) - 극대ㆍ극소와 미분
변곡점에 대하여 - 보충질문

제 질문은 사차함수의 일계도함수(3차)가 실근 1개와 서로 다른 허근 2개를 가지면 그 사차함수의 이계도함수(2차)는 항상 중근(예를 들어 베타)만 갖나요? 였습니다. 그래야 126p 내용처럼 사차함수의 일계도함수가 알파만을 실근으로 가질 때 변곡점이 한 개(x = 베타)만 생기게 되는 것 아닌가 생각했기 때문입니다.

하지만 예를 들어 사차함수 f(x) = 1/4(x^4) + 1/3(x^3) + x^2 - 4x 라 하면 f'(x) = x^3 + x^2 + 2x - 4 = (x-1)(x^2+2x+4) 가 되어 하나의 실근(x=1)만 갖는데, 이계도함수인 f''(x) = 3(x^2) + 2x + 2 이고 이차항의 계수 >0, 판별식 D<0이므로 모든 실수 x에 대하여 f''(x)>0, 즉 서로 다른 두 허근을 갖게 됩니다. 1월 14일자 제 질문에 대해서 이계도함수가 허근을 가지면 변곡점의 개수가 0개라고 하셨는데 그럼 이건 126p 사차함수 (4)번째 경우(변곡점이 무조건 한 개 있음)와 상반되는 내용 아닌가요?

안녕하세요. 질문에 대한 관련 답변입니다. 사차함수의 일계도함수가 실근 1개와 서로 다른 허근 2개를 갖는 경우는 126쪽 네모 4에서 (4)의 경우뿐입니다. (4)의 도함수를 생각해보면 증가함수가 나오므로 f ''(x)=0 이 되는 x값은 존재하지 않습니다. 즉 변곡점은 존재하지 않습니다. 학생이 언급한 예 사차함수 f(x) = 1/4(x^4) + 1/3(x^3) + x^2 - 4x 도 같은 경우입니다 . 아 죄송합니다. 제가 답변을 잘못했습니다. . 126쪽(4) 경우 비스듬한 접선과 만나는 교점은 변곡점이 아닙니다. 변곡점을 생각해보려면 일단 비스듬한 접선이 아니라 x축과 평행한 접선이었을때 고려해봐야 됩니다. (4)에서 비스듬한 접선과의 교점은 의미가 없는 점입니다.

안녕하세요!

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