Graph) 함수의 성질과 시각화 > 그래프로 보는 함수의 다양한 성질
증감성과 미분계수
증감성을 갖는 그래프가 그려지는 영역
증감성 판정
미분계수의 부호를 이용하여 증감성을 판정할 수 있습니다.닫힌구간에서의 미분가능성(롤의 정리와 평균값 정리의 상황 설정)
구간 끝에서는 미분계수를 정의할 수 없습니다. 따라서 `닫힌구간에서 미분가능하다'는 표현은 쓸 수 없습니다. 이럴 때에는 `닫힌구간에서는 연속이고 열린구간에서는 미분가능한 상황'으로 대체하면 해결됩니다. 즉 끝점에서만 미분가능성을 논하지 않는 것입니다. 그런데 이 상황은 왠지 익숙합니다. 바로 `롤의 정리'와 `평균값 정리'의 상황 설정과 완전히 동일하기 때문입니다. 구간 양 끝의 함숫값을 활용하기 위해 닫힌구간을 설정했지만, 닫힌구간의 구간 끝 점에서는 미분가능할 수 없으니, 닫힌구간에서는 연속이고 열린구간에서는 미분가능한 상황을 설정하는 것입니다. 이는 반닫힌구간 $\COI ab$의 $x=a$와 $\OCI ab$의 $x=b$에서도 마찬가지입니다. 앞으로 이러한 비슷한 상황을 언급할 때에도 동일하게 생각하면 됩니다.단조증가함수와 단조감소함수
이를 도함수 없이 함숫값의 대소관계로 표현하면, 이는 함수 $f\left( x \right) $가 어떤 구간 내의 임의의 두 실수 $x_1$, $x_2$에 대하여
$x_1 < x_2$이면 $f\left( x_1 \right) \le f\left( x_2 \right) $
인 상황임을 알 수 있습니다. 이러한 상황을 일컬어 `함수 $f\left( x \right) $가 그 구간에서 단조증가한다' 또는 `함수 $f\left( x \right) $는 그 구간에서 단조증가함수'라 부르기로 합시다. 만약 구간이 정의역과 일치한다면 `함수 $f\left( x \right) $는 단조증가함수'라 부르기로 합시다.
이를 도함수 없이 함숫값의 대소관계로 표현하면, 함수 $f\left( x \right) $가 어떤 구간 내의 임의의 두 실수 $x_1$, $x_2$에 대하여
$x_1 < x_2$이면 $f\left( x_1 \right) \ge f\left( x_2 \right) $
인 상황임을 알 수 있습니다. 이러한 상황을 일컬어 `함수 $f\left( x \right) $가 그 구간에서 단조감소한다' 또는 `함수 $f\left( x \right) $는 그 구간에서 단조감소함수'라 부르기로 합시다. 만약 구간이 정의역과 일치한다면 `함수 $f\left( x \right) $는 단조감소함수'라 부르기로 합시다.
단조증가와 단조감소
단조증가는 세 가지 경우가 있습니다. (a)와 같이 $f'(x)>0$인 경우는 증가와 동일합니다. (b)와 같이 어떤 구간(들)에 속하는 모든 $x$에 대하여 $f'\left( x \right) =0$인 경우, 그 구간(들)에서는 상수함수이고, 나머지 구간들에서는 증가합니다. (c)와 같이 $f'\left( x \right)=0$인 $x$가 구간으로 나타나지는 않는 경우, 모든 구간에서 증가합니다.
쉼점 : 접선의 기울기가 $0$인 점
- 1. 단, 함수의 정의역이 닫힌구간 $\CCI{a}{b}$인 경우에는 주의가 필요합니다. 이는 바로 밑 박스에서 다룹니다.