끝에 가까워지는 값이 그 구간의 최댓값은 아니다

√(x−1)을 1≤x<4에서 보면 최솟값은 0이고 최댓값은 없습니다. √3에 가까워져도 그 값을 갖지 않습니다. 오른쪽 끝 4를 포함하는 구간과 비교해 보세요.

눈 쌓인 보행교의 나란한 나무 난간

사진: Dietmar Rabich · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

f(x)=x−1,1≤x<4 f(x)=\sqrt{x-1},\qquad1\le x<4

“증가함수이므로 x=4에서 최댓값 √3”이라는 답부터 검토하자. 4는 정의역에 없다.

0≤f(x)<3 0\le f(x)<\sqrt3

최솟값은 x=1에서 갖는 0이다. 최댓값은 없다. √3에 가까워지는 것과 그 값을 갖는 것은 다르다.

더 큰 함수값을 항상 만들 수 있다

정의역에서 어떤 x를 골라도

x<x+42<4 x<\frac{x+4}2<4

이고 f((x+4)/2)>f(x)다. 따라서 어느 함수값도 가장 클 수 없다.

정의역 최솟값 최댓값
1≤x<4 0 없음
1≤x≤4 0 √3

해외의 무수히 많은 함수값 질문을, 후보값과 실제 그 값을 갖는 입력을 구별하는 비교로 바꿨다.

출처·착안: Lin McMullin, 「Average Value of a Function」. 문항과 풀이는 새로 작성했다.