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Date 2011/06/05 07:35:07
Name SuJin
Subject 독특한 유형의 수학문제 3문제 질문드립니다.
모든 문제는 "이 풀이과정의 문제점을 찾아라" 입니다.

* fnInt (tanx, x, π/4, π/6) 은 "π/4 부터 π/6의 tanx 의 정적분" 이라는 뜻입니다... (TI-8X에서 쓰는형태죠..)
** lim (x->무한) 은 x가 무한으로 갈때의 함수의 극한값입니다.
1.
fnInt (tanx, x, π/4, π/6) = fnInt (sinx/cosx, x, π/4, π/6)
u = 1/cosx          dv = sinxdx
du = tanxsecx    v = -cosxdx

fnInt (tanx, x, π/4, π/6) = uv-fnInt(vdu, u, π/4, π/6)

fnInt (tanx, x, π/4, π/6) = -1+fnInt (tanx, x, π/4, π/6)

따라서 0 = -1... ??????

2. lim (x-> 무한) (x^2+sinx)/x^2
= lim (x-> 무한) (2x+cosx)/2x (로피탈의 정리.)
= lim (x-> 무한) (2-sinx)/2 -> 존재하지 않음.

그런데 lim (x-> 무한) (x^2+sinx)/x^2 는 1로 수렴함......??

3. 테일러 시리즈 e^-x (e는 자연대수.. 외쳐 EE가 아닙니다..)

fnInt(1, x, 0, 무한) = 무한.

fnInt(1-x+x^2/2, x, 1, 무한) = fnInt(1-x+x^2/2-x^3/6, x, 1, 무한) = .. = 무한.

근데 1-x+x^2/2-x^3/6... 는 e^-x의 테일러급수이고, fnInt(e^-x, x, 0, 무한) = 1.

따라서 무한 = 1?

이 세문제... 진짜 어렵네요...ㅠㅠ 도와주세요 ㅠㅠ

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찐빵보이
11/06/05 08:22
수정 아이콘
2번은 처음에 x^2/x^2 + sinx/x^2 로 바꿔쓰면 되지 않을까요? 그럼 1 + sinx/x^2 가 되니 그후론~
찐빵보이
11/06/05 08:25
수정 아이콘
1번은 limit 이 바뀌어야 하지 않을까요? n/4 to n/6 인데 그건 x일때니까
fnInt (tanx, x, π/4, π/6) = uv-fnInt(vdu, u, π/4, π/6) 여기서 limit 이 바뀌는게 아닐까요?
찐빵보이
11/06/05 08:34
수정 아이콘
로피탈의 정리를 언제 쓸 수 있는지 다시 체크해 보세요
꿀호떡a
11/06/05 09:07
수정 아이콘
2번

로피탈의 정리는 1. 분자, 분모가 둘 다 0으로 수렴하거나 2. 분자, 분모가 둘 다 무한대로 수렴하면서
동시에 3. 분자, 분모의 미분꼴을 나눈 꼴 역시 극한이 존재해야 성립합니다.

이 경우 1, 2는 만족하는데 결론이 "존재하지 않음"이면 3을 만족하지 않으므로 로피탈의 정리를 적용할 수 없습니다.
실제로 본문의 예처럼 극한이 존재하지 않는 경우도 있고, 무한히 미분해도 결국 같은 결과를 돌고 도는 함수를 만들 수도 있습니다.
11/06/05 09:09
수정 아이콘
2번은 로피탈의 정리를 사용할 수 없지요. 수학에서 정리가 언제 성립하는지는 은근 중요합니다.
꿀호떡a
11/06/05 09:15
수정 아이콘
1번.

uv가 -1이 아니라, [-1]을 x=b와 x=a에 대해 적용시킨 것의 차가 되죠. 그럼 -1 - (-1) = 0이 되니까 그냥 별 볼일 없는 식이 됩니다.
꿀호떡a
11/06/05 09:30
수정 아이콘
만약 uv가 x였다고 생각해보세요. 그럼 [x]를 x=b와 x=a(여기서는 pi/6, pi/4)에 대해 적용시킨 것의 차가 되니까 (b-a)가 되겠죠.
마찬가지로 uv가 -1이었다고 생각해보세요. 그럼 -1과 -1의 차가 되니까 그냥 0이 됩니다.

왜 정적분 구할 때 마지막에 윗 구간 아랫 구간 빼서 결과를 구하잖아요. 부분적분도 마찬가지 과정을 해야 하는데, 즉 [-1]을 x=pi/6과 x=pi/4에 대해서 같은 과정을 해서 구해야 하는데, 그 과정을 간과해서 생긴 오류입니다.
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