이 문제를 풀다가 의문이 드는것 하나 질문해봅니다.
궁금한건 우선 ㄱ 입니다. ㄷ도 있지만 좀 더 생각해보고 질문해보겠습니다.
했던 생각과 시행착오들을 정리해서 올리니 첨삭할게 있는지, 답변해주시면 저는 너무 고맙습니다.
역시 진한글씨가 본론적인 질문입니다.
연한글씨라고 필요없는 말을 적은 건 아니니 잘부탁드립니다.
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ㄱ
했던 풀이
(편의상 lim 밑의 x->1+는 생략합니다.)
음 보기의 ㄱ을 확인해보니,
lim{f(x)+f(-x)}=0 이 참인지 거짓인지 이끌어보면 되겠군!
수렴이라는건 x가 일정좌표를 향해 한없이 가까워진다면 함숫값도 좌표에 대응하는 함숫값으로 한없이 가까워지는거니까.
x->1+에서 f(x)는 수렴하고, f(-x)는 단지 f(x)를 -x에 대한 식으로 나타낸 꼴일테니 일단 둘은 모두 수렴하는 함수일거야.
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첫번째 의문
???.. 잠깐만.. 이들은 극한값이 있나? 확실하나? 어라? 개념을 잘 모르고 있나? 과연, 수렴은 곧 극한값인가?
수렴하는 함수가 극한값을 가질 수도 있고, 극한값을 가질 수 없을 수도 있나?
함수 f(x)는 분명히 x->1+에서 -1로 가까워졌다. 이건 수렴의 정의에 따라 수렴이 맞아.
극한값이 없는 지점에서 그 함수가 수렴이라고 말할 수 있나?
내가 수렴을 잘못알고 있다면 이 함수는 물어볼 필요없이 수렴하지 않는 함수인데..
그건 아니야. 명확히 어디로 가까워지는지에 대한 값은 구할 수 있었으니까. 수렴은 한다.
수렴한다고 해서 무조건 극한값도 있지는 않다는 거군, 하지만.. 중요한건 이제부터야.
수렴하는 함수임에도 극한값이 없어. 좌극한과 우극한이 다르니까.
x->1+는 우극한이잖아. 극한에 대한 성질은 극한값이 있을때만 쓸 수 있는데, 극한값은 좌극한과 우극한이 같아야만 하고..
그래프를 본다면 좌극한과 우극한은 일치하지 않아. 극한값이 없다고? 그럼 연속도 아니야.
그 어떤 성질도 쓰는게 불가능한데..
lim f(x)+lim f(-x) 로 배분이 가능한가?
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저는 알 수 없어서 일단 그렇다고 쳐보자. 하고 지속하여 돌진했습니다.
이대로는 풀이가 지속될 수 없을거 같아서, 일단 그렇다고 쳐보고 한번 더 나아가보자.
그럼.. lim f(x)+ lim f(-x)=0 인가? 에 대한 참과 거짓을 묻는 문제라고 볼 수 있겠군 .
x->1+ 일때,
대입해보면,
lim f(x)=-1 이라는걸 알 수 있다.
f(-x)는 f(x)에 x 대신 -x를 넣어준다면, -x에 대한 함수로 다시금 바꿀 수 있겠지,
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<오류>
limf(-x)는 음...
일단 범위가 x->1+니까 구간별 함수중에 x-2쓰면 되겠지?
그럼x=1을 대입했지만 -x니까 -1이 되겠군.
(-1)-3=-3이구나.
그럼
limf(x)+limf(-x)=-1+-3=-4
인데.. 이건 거짓이야.
그렇게 해서 답지를 봤고 참이었다고 합니다.
f(x)를 f(-x)로 바꿔줄때 잘못이 생겼다는 거겠죠.
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다시 문제로 돌아왔고
범위도, 글자도 모두 -x로 한번 바꿔보기로 했습니다.
주어진 함수식을 바꾸니
f(-x)는 구간별로
2-x (x>1)
0 (x=1)
x^2 (-1<x<1)
-x-2 (x≤-1)
이런 꼴이었습니다.
x->1+일때의
limf(-x)는 1보다 큰 구간에서 1로 한없이 가까워지는 때의 수렴하는 값일거니까..
2-x 에 1을 대입하면 limf(-x)=1 이므로,
limf(x)+limf(-x)=(-1)+1=0
이 맞다는걸 알았습니다.
오류를 발견하고 다시 풀어낸 풀이에 문제점은 없었나요?
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님 글 다읽고 답해주는것보다 그냥 문제 풀어드리는게 빠를듯
일단 님이 했다는 lim (f(x)+f(-x)) = lim (f(x)) + lim (f(-x)) 에 대해서. 이 극한이 x→1 일때는, 위와 같이 전개할 당위가 없음. lim f(x), lim f(-x) 모두 수렴해야 위와 같이 전개할 수 있기 때문임.
하지만 우극한이나 좌극한인 경우, x→1+ lim (f(x)+f(-x)) = lim (f(x)) + lim (f(-x)) 이 극한은 성립함. 다만 이 좌극한/우극한의 성질은 교육과정 상 다루지 않기 때문에 여전히 문제는 있음.
가장 정석적인 풀이는, 그냥 lim (f(x)+f(-x)) 이 함수 자체를 분석하는거임. x→1+, x→1- 두 경우 각각 f(x)와 f(-x) 이 각각 향하는 값을 따져서 더해주면 됨. 쓰고보니 사실상 님의 풀이랑 별 다를건 없는듯.
암튼 결론 : 님 맞음
정말 고마워요. 이것때문에 며칠을 앓았거든요 감삼다
첫번째 논리에서 답을 찾으려면 g(x) = f(-x)로 놓고 그 함수의 1에서의 우극한을 찾는게 -x를 치환하고 lim x->1+에서 lim x' -> (-1)-로 바꾸는거보다 자연스럽긴 하다. 좌극한이랑 우극한이 서로 바뀔 수 있는가에서 막힌거니까.