해찬들고추장 [980185] · MS 2020 · 쪽지

2021-08-21 10:43:54
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[수학 정보] e^x에서의 접선과 접점, x절편의 관계

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1. 본론


미적분 문제에서는 곡선 ex에서의 접선의 정보에 대하여 물어보는 문제가 많이 나오며,


이는 단순히 도함수의 활용을 넘어서, 정적분의 활용에서도 나올 수 있습니다.


제가 하고 싶은 말은,


<y=ex에서 점 P(t, et)의 접선의 x절편은 항상 t - 1이다>


라는 것을 알아두셨으면 해서 적어봅니다.


우선, 증명도 해봐야 하는데,


y=ex는 미분해도 y'=ex니까, 점 P에서의 미분계수는 et일 것입니다.


따라서 점 P의 접선의 기울기는 et이고, 접선은 점 P를 지나므로,


접선 : y = et ( x - t ) + et 일 것이고,


이 접선은 항상 ( t - 1,  0 )을 지난다는 것을 알 수 있습니다.


"에이, 당연한 말 아니야?"라고 생각할 수 있지만,


이걸 역으로 생각하면,


<점 ( t,  0 )에서 곡선 y=ex에 그은 접선은 ( t + 1,  et+1 )의 접선이다>


라는 것을 알 수가 있습니다.


이걸 일반화하면,


<점 ( t,  c )에서 곡선 y=eax+b+c에 그은 접선은 ( t + 1/a,  eat+b+1+c )의 접선이다>


라는 것도 알 수 있습니다.


"뭐야, y=ex에서 밖에 못 써먹는 거 아니야?"


라고 생각하실 수도 있겠지만,


가령 y=2x+1+4 같은, 밑이 e가 아닌 지수함수 역시 y=eax+b+c에서 a = ln 2, b = ln 2, c = 4로 두면 y=2x+1+4와 일치하기 때문에, 빠르게 써먹을 수 있다고 생각합니다.




2. 문제에의 적용


[2018년 7월 학평 가형 13번]

"점 ( 1,  0 )에서 곡선 y=ex에 그은 접선을 l이라 하자. 곡선 y=ex과 y축 및 직선 l로 둘러싸인 부분의 넓이는?"

으로 문제가 주어집니다. 여기서 우리는 계산을 할게 아니라 곡선과 직선이 점 ( 2,  e2 )에서 접하면서 만나는구나를 바로 알 수 있다는 말입니다. 문제에서 y축에 둘러싸인 넓이를 구하니까, 이렇게 하면 바로 정적분식에서 아래끝과 위끝을 0, 2로 바로 둘 수 있습니다.



도움이 되었다면 덕코 수금 해보고 싶은데 7ㅐ추 좀 눌러줘 응애

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