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[원정희, 차현우] 실력편 미적분I (2014) - 극대ㆍ극소와 미분
연습문제 7-27

1. 선생님께서 f(x)의 그래프를 그리시면서 이것이 x=1에 대해 대칭임을 직관적으로 파악할 수 있어야 한다고 하셧습니다. 물론 직관으로 보면 파악 가능하고, f(1-x) = f(1+x)도 만족하긴 합니다만, 직관으로 보지 않고 대칭성을 파악하려면 어떻게 해야 하나요? f(1-x) = f(1+x)를 이용하는 것도 결국 그래프로 x=1을 짐작해야 실행할 수 있는 결과론적인 방법인 것 같아서요... f(x)=x^2*(x-2)^2의 식과 그로 인한 함수의 특징으로부터 대칭축이 x=1임을 도출해낼 수 있는 정석적인 방법이 있을까요?

2. 0이상 1이하인 t에 대해서, (t , f(t))에서 그은 접선이 (0, 0)을 지나는 t를 기준으로 오른쪽으로 가면(물론 x=1까지만) 문제의 조건(접선의 y좌표가 f(x)의 y좌표 이상)을 만족한다는 것도 직관적으로는 이해가 갑니다만, 논리적으로는 이해가 잘 되지 않습니다. 정석 답지에도 자세한 설명이 없구요. (t , f(t))에서 그은 접선이 (0, 0)을 지나는 t에 대해서, x=t와 x=1 사이에서는 문제의 요구사항을 만족하고, x=0과 x=t 사이에서는 문제의 요구사항을 만족하지 못한다는 것을 수식으로는 어떻게 증명할 수 있나요? 그리고 문제를 풀어 나온 t=2/3이 함수 f(x)의 변곡점이 위치한 지점인가요? 문제의 요구사항이 볼록성과도 관련이 있나 궁금해서요..

이런저런 방법으로 증명해보려 했는데 직관 외에는 다 허사로 돌아가길래 질문 올립니다.
항상 좋은 강의 감사드려요 차현우쌤!!

1. x축과 두 점에서 접하는 그래프입니다. x=0,x=2 이 경우 사차함수의 특성에서 반드시 이 그래프는 x=1에 대해 대칭입니다. 일반적으로 사차함수가 두 극솟값이 같으면 항상 x=k에 대해서 대칭이고 이를 간단히 수식으로 증명할 수 있습니다. (생략) 그리고 결과를 외워서 앞으로의 상황에 적용하세요. 사차함수가 대칭성을 갖는형태는 w형태 또는 이차함수와 비슷한 형태 두 가지입니다. 2. 미적분2를 배우면 위로볼록 아래로 볼록을 배우는데 이 문제는 이와 연관이 있습니다. 1에 가까워져 갈수록 그래프는 위로 볼록이 되고 이 경우 접선의 기울기는 항상 감소합니다. (미적2) 따라서 x=0에서 y값은 항상 점점 커지게 되고 반대는 반대가 됩니다. 이로부터 그래프와 접선의 대소를 판정할 수 가 있고 딱 원점을 지나는경우를 기준으로 오른/왼쪽이 달라지는것이지요 답이되는순간이 변곡점은 아닙니다. 변곡점에서의 접선은 곡선을 뚫고 지나갑니다. 답이되는 경계점은 아래로 볼록한 순간입니다. 따라서 경계점의 오른쪽에서는 x=0에서 직선이 원점보다 위, 왼쪽에서는 x=0에서 접선이 원점보다 아래에 놓이게 됩니다. 미적분1에서는 변곡점 볼록을 다루지 않기 때문에 직관적으로 확인해도 충분 미적분2에서는 변곡점을 다루지만 우리가 찾는 원점을 지나는 접선이 변곡점 오른쪽에 있다는 사실만 수식으로 계산해도 충분 이상입니다!!

안녕하세요!

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