수학의 정석

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[소순영] 기본편 미적분I (2014) - 속도ㆍ가속도와 미분
기본문제 10-5

1. advice를 보다가 든 생각인데요, (1)에서 S = f(t)이면 dS/dt = f'(t) 아닌가요? 상식적으로 f'(t)의 값은 변수 t에 2, 7 등의 상수를 대입해서 구하는 걸로 아는데, advice 식을 보면 dr/dt 값이 0.2라는 상수로 일정하므로 r의 값에 따라 f'(t)의 값이 결정됩니다. t가 아닌 r에 의해 f'(t)가 결정되는 이유는 우변에 dr/dt가 있기 때문인가요? 그 정확한 원리 설명을 좀 부탁드립니다. 그리고 r=10을 대입하는 것은 f'(t)에 대입할 t의 값을 50으로 확정하는 기능을 지니는 건가요?

2. 어떤 문제에서 수면의 높이가 시간에 따라 증가하는 상황을 설명한 후 수면의 높이가 5cm일 때, 다음 물음에 답하여라. 해서 질문이 (1) 수면은 매초 몇 cm의 속도로 올라가는가? 와 (2) 수면의 반지름의 길이와 순간변화율을 구하여라. 였습니다. (2)는 수면의 높이=5일때의 반지름의 길이의 순간변화율을 구하는 것을 확실히 알 것 같은데, (1)은 무엇을 구하라는 것인지 감이 잘 오지 않아 답지를 봤더니 수면의 높이=5일때의 수면의 높이의 순간변화율을 묻는 질문이더군요. 왜 그런지 자세하게 설명해 주실 수 있나요?

안녕하세요 질문에 대한 관련 답변입니다. 어드바이스의 내용을 설명하면 구의 겉넓이 S 는 S=4파이 r^2 입니다. 근데 시간에 따라 일정하게 반지름의 길이가 증가하는 것을 알고, 합성함수의 미분을 알면 dS/dt = 8파이 r dr/dt 로 식을 쓸수 있고 미분한 식에 의미는 구의 순간변화율은 '반지름'과 '시간에 따른 반지름의 변화율' 의 곱을 표현된다 입니다. 수면이 매초 몇 cm의 속도로 올라가는가? 를 묻는 문제이면 시간에 따른 높이에 대한 순간변화율을 구하는 문제입니다. 예륻들어 매초 100m를 가는 비행기의 속도는 100m/s 입니다. 우리는 이것을 위치변화량/ 시간의 변화량의 극한으로 배웠습니다. 즉 시간에 따라 높이의 변화율을 물어보는 것이고 높이가 5일때 그 순간을 물어보는 것이니 순간 변화율입니다.

안녕하세요!

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