함수 f(x)=ln(2x2+1)에 대하여 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [4점]
보 기
ㄱ. 모든 실수 x에 대하여 f′(−x)=−f′(x)이다.
ㄴ. f(x)의 도함수 f′(x)의 최댓값은 2이다.
ㄷ. 임의의 두 실수 x1, x2에 대하여
∣f(x1)−f(x2)∣≤2∣x1−x2∣이다.
①ㄱ②ㄷ③ㄱ, ㄴ④ㄴ, ㄷ⑤ㄱ, ㄴ, ㄷ
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⑤
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해설
ㄱ. f′(x)=2x2+14x이므로 f′(−x)=−f′(x) (참)
ㄴ. f′′(x)=(2x2+1)24(2x2+1)−4x⋅4x=(2x2+1)24(1−2x2)f′′(x)=0에서 x=−21 또는 x=21
x
⋯
−21
⋯
21
⋯
f′′(x)
−
0
+
0
−
f′(x)
↘
−2
↗
2
↘
x→−∞limf′(x)=x→∞limf′(x)=0이므로 y=f′(x)의 그래프는 그림과 같다.
따라서 함수 f′(x)의 최댓값은 2이다. (참)
ㄷ. ⅰ) x1=x2일 때, 주어진 부등식은 성립한다.
ⅱ) x1=x2일 때, 닫힌 구간 [x1,x2]에서 평균값의 정리에 의하여 x1−x2f(x1)−f(x2)=f′(c)인
c가 열린 구간 (x1,x2)에서 적어도 하나 존재한다.
ㄱ, ㄴ에 의하여 −2≤f′(x)≤2이므로
x1−x2f(x1)−f(x2)=∣f′(c)∣≤2이다.
∴ ⅰ), ⅱ)에 의하여 임의의 두 실수 x1,x2에 대하여 ∣f(x1)−f(x2)∣≤2∣x1−x2∣ (참)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ, ㄷ