극한 계산 때 주의할 점
게시글 주소: https://ys.orbi.kr/00066464692
안녕하세요. 여기서 이런 칼럼글은 어째 처음 써 보는 것 같아 시작을 뭘로 해야 할지 애매하네요...
극한 문제를 풀 때 여러 가지 편법이 있죠. 로피탈이라던지 테일러 급수라던지...
이런 방법을 쓸 때에는 다 전제조건이 있어서 헷갈린다거나, 아니면 이게 교육과정 밖이라서 쓰기 싫다거나 하는 이유로 순수하게 극한만으로 풀려는 분들도 요즘 많이 보입니다. 좋은 학습방법이죠.
다만 순수하게 극한만으로 풀 때에는 여러 주의할 부분이 있습니다.
1. 극한 계산을 할 때에는 식 전체를 한 번에 보내자.
잘못된 예시를 몇 개 들고 와 보겠습니다.
이 값이 e로 수렴한다는 것은 자명합니다. 그런데 밑에 있는 x를 먼저 0으로 보내고 지수를 0으로 보낸다면 어떻게 될까요?
밑의 x를 먼저 0으로 보내면 밑은 1이 될 것입니다. 거기다 1/0=무한대 제곱을 해 봤자 1이겠죠.
또 밑변의 길이가 1인 이등변삼각형의 높이를 계산한다고 해 봅시다.
높이를 n이라 두면 빗변의 길이는 루트(n^2+1)이겠죠. 빗변과 밑변 사이의 각을 세타라 하면 코사인법칙에 의해 다음 식이 성립합니다.
여기서 세타를 0으로 수렴시키면 어떻게 될까요?
단순히 세타만 0으로 수렴시키면 3/4 = 0이라는 이상한 식이 되어버립니다. 여기서 문제는 n이 세타에, 혹은 세타가 n에 종속된 변수라는 거죠.
n과 세타는 위의 관계식으로 묶여 있습니다. 따라서 세타가 0으로 가면 자연스럽게 n도 0으로 가게 되는 거죠.
이를 무시하고 그냥 한 변수만 수렴시켜 버리면 위와 같은 오류가 발생하게 됩니다.
2. 우리가 알고 있는 극한값을 무지성으로 대입하지 말자.
이건 위와 연결되는 내용입니다.
이것은 너무도 유명해서 다들 외우고 쓸 겁니다. 그리고 우리는 테일러를 좋든 싫든 조금은 맛보고 문제를 풀어봤죠.
그래서 위의 식이 포함된 식에서 우리는 종종
를 별 생각 없이 대입하게 됩니다.
그런데 이게 대부분의 경우 옳지만 항상 옳지는 않죠. 예를 들자면 아까 제가 답해준 글에서의 문제가 있겠네요.
여기서 tan x를 x로 단순 치환하면 위아래를 x로 나눠서 (1-1)/x^2로 바꿀 수 있겠네요. 그런데 이렇게 풀면 분자 0, 분모 0인데 더 이상 어떻게 바꿀 수도 없습니다. 잘못된 풀이이죠.
저 식은 사실 정규 교육과정 내에서 어떻게 풀긴 상당히 까다롭습니다. 0/0꼴이므로 로피탈을 반복 적용해서 풀던가, 아니면 테일러 급수의 3차항까지 근사해서 1/3이라는 답이 나옵니다.
질문하신 분은
까지 변형한 뒤 위아래를 x로 약분했죠. 여기서 문제가 생깁니다.
2tan x/2는 단순히 근사하면 x가 되지만 이걸 x로 취급해서 분자를 x로 묶어도 된다는 것은 아닙니다. 이건 위에서 이야기했던 특정 항만 먼저 수렴시키면 안된다는 것에 어긋나는 거죠.
이 식을 로피탈, 테일러 급수 없이 푸는 방법은 다음과 같습니다. 이거 말고도 다른 풀이가 있을 수 있지만 전 모르겠네요...
상당히 접근법이 어렵습니다... 네.
그래서 이 문제는 테일러 급수 3차근사식을 통한 접근을 추천드립니다. 로피탈도 사실 3번이나 써야 해서 상당히 더럽거든요.
여기까지 생각나는 대로 끄적여봤네요.
사실 저는 반쯤 무지성으로 테일러 급수를 대입해서 푸는 편입니다. 분모 분자 차수 비교해서 거기에 맞는 수준까지 대입하는 방식으로요. 물론 테일러 급수 이용하는게 더 복잡한 경우도 많고 해서 일반적인 풀이 기법도 연습하지많요.
조금 길어졌네요. 부족한 글 봐주셔서 감사합니다.
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
李在明
-
언미물화에서 언확생경옴ㅋㅋ
-
수능날좆될수있으니까 조심하시길
-
기분조코
-
어때요? 제가 요즘 미는 유행어인데
-
오늘 휴일인데도 유격 잠깐하러 가야함요. ㅠㅁㅠ 너무행 ㅠㅠ
-
개념 안했는데도 고정 2는 나오는 개꿀통임
-
8회 12번에서 다항함수일때만 일부 연속적인 구간으로 얻은 항등식으로 얻은 f(x)...
-
솔텍 퍼먹기 0
웅어아가각
-
얼버기 1
지하철 잼밌따
-
굿모닝 1
오늘 하루도 화이팅
-
국영탐은 현역때부터 고정 1따리 나왔고 국어는 더프로 치면 거의 다 맞거나 하나...
-
당직 끄읕~ 1
마지막 당직 완뇨.
-
ㅇㅈ 7
자퇴 ㅇㅈ
-
100kg가 뭐니!
-
바♡누 0
-
한 3회분 이상은 만들어서 가져올게유.. 6평 기조, EZ, HIGH END...
-
음 7
아무도없나
-
해떠버렸네 0
얼버기인걸로하죠 뭐
-
낮인지 밤인지 해가 떠있는데 잠자리로 달이 떠있는데 독서실로 아침 점심 저녁이 아닌...
-
부처님이 오셨는데 뭔 공부여ㅋㅋ
-
어우 피곤해라 9
알고리즘 교재 막바지 작업하느라 죽겠네요 ㅜ 하루에 4시간 자는걸 거의...
-
만사귀찮 5
살기귀찮 아무리생각해도 ADHD에 우울증이맞는거같아
-
대치라고 합니다
-
아가들 잘지내라 1
이상한거 하지말고
-
4시야4시 3
내시
-
제가 칠곡군 왜관읍에 거주 중이고 대학교 재학 중이고 10월생인데 상근 존버를...
-
ㄷㄱㄷㄱ
-
답이 궁금합니다.
-
사탐 조합.. 0
사문 생윤 vs 사문 한지
-
밝기 최대로 ˎ₍•ʚ•₎ˏ
-
수능 수학이 의외로 계산이 적은 이유 (Ft. 수능 통합과학) 6
안녕하세요 :) 디올러 S (디올 Science, 디올 소통 계정) 입니다....
-
꽤 있나요? 수강 후기보면 한달만에 완강하고 1-2등급 나왔다는 글이 꽤 있는거같아서요
-
갠적으로 강사들 중 머리 제일 좋은 것 같은 강사분들이심 다들 강사분들 중 머리...
-
ㄹㅇ 이모티콘이 좋네
-
시간 재면서 해야됨?
-
새벽벽벽인거 치고 조회수가 쎄네요 다들........
-
3국을 여행 4
호주에 프랑스에 스페인에서 온 술을 모두 마심
-
형젠데 하나도 안닮음 병호형은 훈남인데
-
광장형 자유석이고 무료사물함도 제공합니다 한달은 11이고 3달하면 29입니다 저렴한 편일까요?
-
남자친구가 너무 조아여 18
진짜.. ㅠㅡㅠ♡
-
이쁜 사람있냐 3
앞에 나와서 이쁜 춤 춰보거라
-
문학은 원래부터 퀄 좋기로 유명했는데 독서는 이감이 틀리게 하는 방식과 평가원이...
-
망해버린 선대 2
더 망해버린 사람이 많아 기사회생
-
진짜 맥주나 막걸리 한 잔 하면 기분 개조을거같은데 미치겠다 진짜
-
어카노
-
쉴수있는데공부를왜하죠? 흑흑
굿굿
이해가 잘 안되는데요, 왜 저 4L에서 2x는 x로 바뀌고 바로 밑에서 3L로 바뀌고 x가 tanx로 바뀌는건가요?
아 오타냈네요... 지적 감사합니다! 수정하겠습니다!
3L은 4L에서 왼쪽 L을 뺀 거에요
평균값 정리로 마지막거 풀수 있어요